Технология на повърхностния монтаж
Елементи и комутационни платки за повърхностен монтаж
Изтегляне 78 Kb.
|
| 2. Елементи и комутационни платки за повърхностен монтаж
Пасивните елементи (резистори, кондензатори) за повърхностен монтаж имат най-често правоъгълна форма (виж фиг.7.12), като в двата им края са създадени метални контактни повърхнини, чрез които те се запояват към проводящата схема. Безизводните елементи, наречени още чип-елементи, са разпространени под формата на три типоразмера със следните означения: 1206, 0805 и 1608 (за резистори) и 1812 (за кондензатори). Типоразмерът 1206 например означава, че елементът има дължина 0,12 дюйма (3,048 mm) и широчина 0,06 дюйма (1,524 mm). По-голямата част от чип-резисторите се произвеждат по дебелослойна технология, като се извършват следните операции: 1) нанасяне на резистивна паста върху керамична подложка чрез ситошаблон, в който е създадена конфигурацията на резистивните елементи; 2) изпичане; 3) изготвяне по аналогичен начин на контактните площадки на резисторите; 4) лазерна донастройка на съпротивлението на резисторите; 5) покриване на резистивните елементи със защитен епоксиден състав и 6) изрязване на отделните чип-резистори. Конструкцията и външният вид на чип-резистор е показана на фиг. 7.12, където с 1 е означена керамичната основа, с 2 - резистивният слой, с 3 - контактните повърхнини и с 4 - защитното покритие. По метода на дебелослойната технология се изготвят и керамичните чип-кондензатори. Те представляват пакет от метализирани керамични слоеве, формиращи отделни кондензаторни секции, които са свързани паралелно към външните контактни изводи. Полупроводниковите елементи и интегрални схеми за повърхностен монтаж се разполагат в пластмасови или керамични корпуси от различен тип. За херметизиране на транзистори се използва малогабаритен транзисторен корпус тип SOT (Small Outline Transistor), който се изработва в няколко варианта. На фиг. 7.13а е показан видът на корпуса SOT-23, а на фиг. 7.13б - този на СОТ-89. Типът на корпуса се определя от разсейваната от транзистора мощност и размерът на полупроводниковия кристал. Например SOT-23 се използва за корпусиране на кристали с площ до 19,35mm2 и разсейвана мощност до 200W, а SOT-89 - за кристали с площ до 38,7mm2 и разсейвана мощност до 500mW. За херметизиране на интегрални схеми с малка и средна степен на интеграция се е наложил малогабаритният корпус тип SOIC (Small Outline Integrated Circuit), който представлява умален вариант на конвенционалния корпус с двуредно разположение на изводите тип DIP (фиг. 7.13в). Освен по размери, двата корпуса се различават и по формата на изводите и стъпката между тях. Корпусът SO има изводи във вид на крила на чайка, стъпката между които е 1,25mm, а броят им може да бъде 8, 14 и 16. Основни предимства на миникорпуса SO в сравнение с неговия аналог DIP са по-малките му размери (той има с 70% по-малък обем и с 30% по-малка височина от своя по-голям аналог) и по-добрите му електрически характеристики (по-голяма скорост на преминаване на сигналите). Стандартният микрокорпус SO е с широчина 3,81мм, но съществува и негов "увеличен вариант", наречен SOL (Small Outline Large), чиято широчина е 7,62mm, а броят на изводите - от 16 до 28. По правило за херметизиране на интегрални схеми с голяма и свръхголяма степен на интеграция (модули на паметта и др.) се използват пластмасови кристалоносители с изводи, чието означение е PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier). Такива корпуси имат формата на квадрат и от 18 до 84 извод със стъпка помежду им 1,25mm или 0,625mm, разположени равномерно по четирите страни на квадрата (фиг. 7.14а). Конструктивните варианти с брой на изводите до 52 се изработват с J-образни изводи, които при монтажа се подгъват под корпуса. Съществуват също и керамични кристалоносители с изводи LDCC (Leaded Ceramic Chip Carrier), които осигуряват по-добра херметизация, но поради по-високата си цена се използват основно за военна и друга отговорна апаратура. Във военната, авиационната и космическата техника са намерили широко приложение безизводните керамични кристалоносители. Техните корпуси (фиг. 7.14б) са също с формата на квадрат, върху четирите страни на който са нанесени изводните контакти площадки (съществуват варианти с 20, 28, 44, 52, 68 и 84 контактни извода). Основен недостатък на този тип корпуси е различието между ТКЛР на корпуса и на стандартната стъклоепоксидна платка, което е причина за появата на пукнатини в спойките при термоциклиране (изменение на температурата границите от -55° до +125°С) или при голяма разсейвана мощност. По-добре съгласуване на корпуса тип LССС по ТКЛР се постига, когато комутационната платка е керамична, но такива платки имат ограничено приложение в технологията на повърхностния монтаж. Освен изброените съществуват и нестандартни корпуси на елементи с неправилна форма, например за индуктивности, превключватели и др. Технологията на повърхностния монтаж изисква комутационни платки с повишени електрически характеристики и топлоотвеждане. Електрическите характеристики се определят преди всичко от обемното съпротивление на диелектричната основа на комутационната платка ( на най-често използваните за тази цел материали е от порядъка на 109...1016,Ω.cm). За да се намалят паразитните капацитети, платките на бързодействащи устройства трябва да се изработват от материали с минимална диелектрична проницаемост (за стьклоепоксидната платка г = 4.8, а платките от стъклотефлонови композиционни материали имат г = 2,3). Както беше вече споменато, за осигуряване на качествена спойка на безизводни керамични корпуси е необходимо техният ТКЛР да е близък до този на комутационната платка. Най-често ТКЛР на керамиките е от порядъка на 6.10-6,°С-1, докато за стъклоепоксидните и стъклополиамидни материали този коефициент е 2...3 пъти по-голям. Поради това се е наложило да бъдат разработени композиционни материали за платки, които включват влакнести модификатори с малък ТКЛР и органични смоли, например кевлар-епоксидна смола, кевлар-полиамид, кварц-полиамид и др. Освен това конвенционалните платки се покриват с компенсационен слой с малък ТКЛР (мед-инвар-мед, мед-молибден-мед, мед-графит). Използват се също и комутационни платки с еластомерно покритие, които издържат около 430 термоциклирания от -55° до +125°С. Повишената плътност на монтажа и по-малката разсейваща площ на корпусите на елементите за повърхностен монтаж налагат да се вземат специални мерки за подобряване на топлоотдаването. За тази цел под корпусите на елементите се създават метализирани площадки или елементите се закрепват с помощта на проводящи лепила на базата на епоксидни смоли. Топологията на проводящата схема на платките за повърхностен монтаж се отличава с малка широчина и разстояние между печатните проводници - при използване на ситопечат тя е 0,381mm, а при фотопечат - 0,203mm. Размерите на контактните площадки за изводите на интегрални схеми със стъпка между изводите 1,27mm са обикновено 1,778mm х 0,635mm, като допустимото разстояние от проводник до контактна площадка е 0,381mm (за сито печат) и 0,254mm (за фотопечат). Намалените размери на контактните площадки и на проводниците изискват повишена точност при позициониране (допуск 0,0125mm) и спояване на елементите. Изтегляне 78 Kb. Сподели с приятели:
|