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集成電路的焊接方法范文第1篇

引言

隨著控制技術的發(fā)展，集成化程度的提高，各類電子設備也趨于功能強大、體積小、重量輕的方向發(fā)展。貼片器件的迅速發(fā)展及推廣，成為廣大電氣設計者的首選。近年來航空、航天用各類電子設備也廣泛采用貼片器件，尤其是大部分的核心器件類似于DSP、FPGA等。由于軍用電子設備必須通過比民用設備更為嚴酷的環(huán)境試驗考核和更高的可靠性要求。所以貼片器件的焊接質(zhì)量至關重要，成了高可靠性的重要工藝控制環(huán)節(jié)；加上部分電路板器件安裝的特殊要求，高焊接質(zhì)量的貼片機無法使用，只能采用手工焊接方式。雖然手工焊接是最為傳統(tǒng)的焊接方式，但是受到焊接者的焊接經(jīng)驗、焊接溫度、焊接時間、焊接方法等方面的主觀的限制，所以焊接質(zhì)量也層次不齊。本文主要針對貼片器件的手工焊接技術進行了探討，對于貼片器件焊接質(zhì)量的檢驗方法提出了更高的要求，即需要制定一套詳細的檢驗方法或采用一些先進的方法和儀器設備用來檢測貼片器件焊接質(zhì)量，減少由于虛焊帶來的故障和報廢。

一、手工焊接

（一）手工焊接的一般步驟

手工焊接是一種技術成熟的、操作方便、靈活的一種焊接方式，目前大部分軍用電子產(chǎn)品還是采用這種焊接方式，焊接過程一般都采用以下步驟。

1、焊接準備

貼片器件焊接一般需要的工具有：恒溫電烙鐵、松香、焊錫、熱槍、特細橡膠棒、高放大倍數(shù)放大鏡或顯微鏡系統(tǒng)。

2、貼片的固定

有兩種方法：一是用少許普通膠水涂在集成電路和塑封部分，把集成電路正對焊盤固定在電路板上，待膠水變干將集成電路固定好，防止施焊時集成電路移動。二是集成電路正放在電路板焊盤上，用烙鐵固定好IC四個角的引腳。

3、焊接引腳

在引腳上涂上松香水，起助焊的作用，而且焊接時松香還可以防止集成電路過熱。用電烙鐵給一排的引腳同時加熱，然后加焊錫絲，使焊錫熔化并完全浸潤焊點和引腳。一排引腳同時焊好，移去焊錫絲和電烙鐵，一般情況下焊錫會把引腳同時焊在一起。

4、吸錫整理

用金屬編制帶或多芯導線把一排引腳上的多余焊錫吸干凈，引腳間不需連接的地方焊錫被吸走，只有焊盤和引腳處才留下焊錫，這樣被焊接在一起的引腳就會正常分開。最后，再用酒精棉球或毛刷沾酒精清洗松香清除引腳間的多余物。

（二）手工焊接的不足

手工焊接方式雖然操作方便、靈活，不受環(huán)境、地域和特殊焊接工藝的限制，但也有其自身的不足，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1、焊接過程和吸錫過程時間控制沒有直觀的時間量來控制，主要靠焊接者的直覺和經(jīng)驗。整個焊接過程和吸錫過程的時間不要太太長，控制在幾秒鐘時間為宜，否則過熱容易損壞集成電路，焊接時時間不夠又極易出現(xiàn)虛焊。

2、焊接溫度控制不能保證真正的“恒溫”，因為焊接時間的長短、焊錫量的多少都將直接影響焊接溫度。如果焊錫較多溫度就會升高，焊錫過少松香就很容易燒焦，可能會造成芯片或印制電路板的損傷。

3、不能保證焊接質(zhì)量，手工焊接很容易出現(xiàn)不同程度的連焊和虛焊，因為焊接時焊錫的多少，只能憑借焊接者的個人主觀判斷，所以焊接時焊錫過多容易出現(xiàn)連焊的現(xiàn)象，這樣可能會造成不同程度的短路現(xiàn)象，焊錫過少就會出現(xiàn)不能程度的虛焊，比如個別引腳的脫焊、和虛焊，這些情況可能在測試初期不一定能發(fā)現(xiàn)，但是在經(jīng)歷環(huán)境試驗的任何一個階段都可能出現(xiàn)故障。

二、貼片器件的拆除及返修

對于需要手工焊接的大型貼片器件在失效后的拆除一般情況也只適合手工拆除的方法。手工拆除的方法也很多，本文主要介紹比較常用的幾種。

拉線法：取一根長度和粗細合適的漆包線，將其一端刮干凈上錫后，從集成塊引腳的底部穿過，并將這一端焊在電路板的某一焊點上，用手拿著漆包線的另一端，用電烙鐵加熱1引腳，同時用手輕輕向外拉漆包線（向外拉線時，略向上用力），當1腳焊錫熔化后，該腳即被拉起離開電路板。采用同樣的方法焊開其他引腳，直到集成塊的每個腳都與電路板分開后，即可取下集成塊。這種方法比較慢，但比較可靠。需要注意的是必須等所有焊錫完全熔化后，才能用力拉漆包線，否則會造成焊盤起皮、斷落。

堆錫法，首先用烙鐵在集成塊四周引腳上加滿焊錫。然后用電烙鐵頭在集成塊四周焊錫中快速移動，使四周的焊錫全部熔化，這時用鑷子輕輕將集成塊取下，或者同時用兩把烙鐵對集成塊加熱，這樣提高了拆卸速度，這種方法簡便快捷，但是必須掌握好“度”，也就是是說，既要是焊錫全部熔化，也不能加熱太久，否則就有可能造成電路板的嚴重損壞。

分離法，分離法也簡稱破壞法，這種方法就是用合適的工具（類似平口的斜口鉗等）沿集成電路引腳的根部將引腳剪斷，用鑷子拆下集成塊除引腳的部分，然后再用鑷子和尖頭烙鐵將引腳一根根的拆下，這種分離拆除法適合貼器件較長的情況，可以很好的保護印制板不受到損壞，但是拆卸下來的芯片受到破壞，可能無法進行正常器件測試和失效分析，除非特殊情況，一般不建議采用此方法。

整體加熱法，這種方法是指先將該大型集成帖片器件周圍的電子元器件等保護一起來，最為簡單而常用的方法就是將多層紙膠帶貼在需要拆卸器件的周圍（還可以采用硅橡膠等在需要拆卸器件的周圍形成保護層），然后用熱搶檔位為380-400度均勻加熱需要拆卸器件所有的焊接引腳，待焊錫熔化時輕輕用鑷子取走該帖片器件，之后再用吸錫帶或多股鍍銀線等清除焊盤上多余的焊錫，并用酒精清洗焊盤，這種方法適合該大型集成帖片器件周圍空間較大，而且帖片器件引腳較短的情況。

三、貼片器件焊接質(zhì)量的檢驗方法

目前手工焊接主要的檢測方法有目視檢測法、性能測試法和直接檢查引腳法。

目視檢測法是主要是指借助高放大倍數(shù)的放大鏡燈或顯微鏡顯示系統(tǒng)進行目視檢查，檢查過程就是將焊接并清洗之后的電路板放在高放大倍數(shù)的放大鏡燈或顯微鏡系統(tǒng)下面，通過放大的方法很容易觀測出芯片引腳直接是否有連焊或者脫焊的情況。缺點是不能發(fā)現(xiàn)虛焊的情況。

性能測試法是指根據(jù)所焊接芯片的性能指標參數(shù)、以及在該電路板中的功能用途加電測試的方法，如果該芯片在電路中功能得以實現(xiàn)，初步判斷焊接合格，比如DSP、FPGA就可以通過軟件的加載、燒寫和系統(tǒng)電性能測試的方法來確定焊接質(zhì)量的好壞，缺點是不能發(fā)現(xiàn)更為深層次的虛焊。深層次的虛焊只能同各種環(huán)境試驗同步考核。

直接檢查引腳法一般是指借助于細的橡膠棒等（注意頭部應圓潤光滑不鋒利）工具輕輕的撥動芯片的引腳，來檢查焊接質(zhì)量的方法。通常情況下對于焊接質(zhì)量好的引腳是無法撥動的，但是對于脫焊和焊錫很少造成的虛焊的引腳就很容易發(fā)現(xiàn)，當橡膠棒接觸到該類引腳時就會觀察到引腳偏向側邊或出現(xiàn)彈性的運動，這種情況多為引腳脫焊或虛焊。缺點是如果撥動時用力不當，會造成引腳的損傷。

以上三種方法是檢查這種大型貼片芯片焊接質(zhì)量的常用方法，通常情況下將方法一和方法二結合起來使用，就可以檢查出焊接質(zhì)量的好壞。第三種方法主要用于排故時（已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該芯片無法實現(xiàn)預期功能出現(xiàn)故障了）使用，正常情況下不推薦使用。

四、發(fā)展前景與展望

目前手工焊接質(zhì)量的檢驗方法，不管是目視檢測法還是性能測試法都無法直觀的判斷出深層次的虛焊情況，而借用細橡膠棒等直接檢查引腳焊接情況的方法不僅效率低，而且容易造成貼片器件引腳的損傷，并且大多這種損傷都是不可逆、不可直接發(fā)現(xiàn)的，所以除非排故需要，并不推薦使用。

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前很大一部分電路板的報廢都是由于大型集成貼片器件的虛焊造成的。所以迫切需要一種類似于金屬件的“探傷技術”的設備出現(xiàn)，這樣在集成帖片器件手工焊接結束后，先通過檢驗設備對器件的每一個引腳進行“探傷”，只有“探傷”合格的產(chǎn)品才進行下步工序的調(diào)試及后續(xù)的環(huán)境試驗。這樣由于深層次的虛焊造成的故障就可以得到很好的控制。

五、結束語

本文通過對大型集成貼片器件的手工焊接、維修及拆除、檢測技術的探討以及各種方法的優(yōu)缺點比較，在一定程度上對于手工焊接起到了技術指導作用。同時對于目前貼片器件的檢驗方法方面提出了更高的要求與未來發(fā)展方向的展望。

參考文獻：

[1]葛瑞．表面組裝焊接技術新發(fā)展．電子工藝技術，1999．20．

[2]Bob Willis．正確選擇波峰焊接工藝參數(shù)．電子工程專輯，1997，2：118－119．

集成電路的焊接方法范文第2篇

【關鍵詞】油田企業(yè)；儀器儀表；維修維護

當前，石油企業(yè)的自動化水平在不斷提高，GLZ型高壓流量自控儀、井站RTU、功圖計量儀、機泵變頻調(diào)速儀、抽油機遠程啟停儀、原油長輸管線泄漏監(jiān)測儀等專用儀器儀表逐漸投入使用，給儀器儀表的維護管理提出了一系列問題，如何準確診斷儀表的故障，是保證其生產(chǎn)平穩(wěn)運行的關鍵。本文闡述了油田常用儀器儀表的故障診斷方法，以便對現(xiàn)場操作人員進行指導。

1.常用儀器儀表的故障診斷方法

1.1詢問觀察觸摸法。石油企業(yè)大功率機泵多、電壓電流起伏大，造成電路故障頻繁，觀察觸摸詢問法是儀器儀表故障檢查的常用有效方法。當儀表發(fā)生故障時，維修人員首先應盡可能多地詢問儀表發(fā)生故障前后的工作情況，然后，在斷電情況下，觀察儀表上各有關兒器件及接線端子是否有燒焦、脫落、相碰及變形等現(xiàn)象。依次檢查有關集成電路和接插件，確認是否有松動、接觸不良的部位。最后，再給儀表送電，并用手觸摸電源變壓器、散熱器、集成電路等部位是否有過熱現(xiàn)象。當發(fā)現(xiàn)異常時，應立即斷電，把有異常現(xiàn)象的部位或兒器件作為重點檢查對象，進一步仔細查找原因，即可查出發(fā)生故障的確切部位。

1.2替代法。儀器儀表的故障，多數(shù)是由于單個器件損壞或某連接件接觸不良造成的。因此，利用替代法檢查儀表故障，有時會收到既快又準的效果。此法最適合有相同型號儀表或儀表電路有備用板、備用芯片的情況。當儀表發(fā)生故障時，首先應確認儀表電源是否正常，在儀表電源無問題的情況下，再用正常儀表上的有關電路板或芯片替代故障儀表上對應的電路板或芯片，當換上某電路板或芯片后，儀表故障消失了，說明儀表上原線路板或芯片有問題，應做進一步檢查和確認。

1.3測量信號法。若維修人員手中沒有精密儀器，只有萬用表時，可借助萬用表測試儀表電源及各有關部件的電壓是否適當，測試各有關器件是否完好，測試各接插件、接線端子和有關線路的通斷是否正常等。當測得某部分異常時，被測部分就可能是發(fā)生該故障的原因，應做重點檢查，直至查出故障發(fā)生的確切部位和原因。

在用萬用表判斷TTL和COM集成電路時，應滿足以下要求：CMO S電路用電源供電，其電路的工作電平很寬，在特定電源電壓下，輸入輸出電平如表1：

TTL電路以74LSXX系列為例，其輸入/輸出電平關系如表2所示：

對于手中有示波器和帶測量點原理圖的維修人員，可結合有關資料，利用示波器測試各測量點的電壓、波形和脈沖時間，并進行認真分析，以此確定出故障發(fā)生的大概部位和原因。例如，井站RTU出現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)無法顯示的故障，用示波器測量井站RTU上數(shù)據(jù)線、地址線或選片線上的時鐘脈沖波形，如果測不出，則可能是晶振或CPU損壞；也可能是有關輔助電路中某元器件損壞造成故障。

1.4工作原理分析法。工作原理分析法適用于配備有工作原理圖的儀器儀表。該法最適用于排除較復雜的儀表故障，是儀器儀表維修人員常用的方法之一。前提是儀表維修人員必須熟悉儀表的工作原理和結構，了解各部分的作用和性能。當儀表發(fā)生故障時，通過分析儀表的工作原理和結構，并借助測試線路板上各有關測試點的電壓、波形和脈沖信號，即可將故障點落實到其中某一單元，再將有故障的單元分成若干小部分，利用這一單元的工作原理，再進一步分析，即可將故障點縮小到這一單元中的更小部分上，使故障范圍迅速縮小這種故障判斷法既迅速又準確，若發(fā)生判斷失誤，再重復上述查找方法，就可立即糾正，直至查出故障發(fā)生的確切部位和原因。

1.5自測試判斷法。油田現(xiàn)在使用的雷達液位計、綜合測試儀、變頻調(diào)速器等智能儀器儀表均以單片機為基礎，其自身都有自測試功能，即儀器自我診斷故障功能。一般情況下，是在儀器加電瞬間進行的。當儀器發(fā)生故障時。發(fā)出報警聲或給出錯誤代碼，如變頻調(diào)速器上FLULE公司生產(chǎn)的8806A型數(shù)字電壓表，當發(fā)生故障時，顯示“77”錯誤代碼，即IEEE-488接口自測試錯誤；顯示“52”錯誤代碼，即此時命令無效；顯示“l(fā)4”錯誤代碼，即200KΩ電阻測量檔過量程。根據(jù)錯誤代碼，參照原理方框圖和說明書中有關情況的說明，即可粗略判斷出故障的大概部位和產(chǎn)生的原因。需要注意的是不同的儀器儀表其錯誤的代碼的形式和含義是不盡相同的，此方法在儀器儀表電源電壓及CPU運行正常的情況下檢測A/D、D/A等故障部位。

2.檢查儀表故障應注意的問題

2.1當懷疑或測得某集成電路插座接觸不良時，千萬不能用鑷子擠壓，否則將使插座中彈簧片永久變形，使集成電路和插座間造成更多處的接觸不良。一般處理方法是：先用無水乙醇棉紗球擦拭，待涼干后，再將集成電路的管腳一起向內(nèi)壓少許，然后再插入其插座中。

2.2當查得某集成電路的某管腳電壓波形或脈沖信號不對時，要分析連接的元器件是否工作正常。

2.3由于某些儀表沒有原理圖和故障檢查資料，因此，檢查故障時，難免要拆卸某一部分或替換某電路板、芯片，拆卸或更換某一部分時，要做好標記，不論儀表的故障能否查出，都應保證被拆卸的儀表部件物歸原位。

2.4焊接儀表上的集成電路管腳時，不能選用大瓦數(shù)電烙鐵（一般應小于45W），另外，烙鐵外殼應盡量接地，焊接時間應盡量短；必要時，還可以把烙鐵的電源插頭拔下來進行焊接，否則，由于過熱或靜電感應等現(xiàn)象，有可能使新?lián)Q集成電路在焊接時又被損壞。

2.5在儀器儀表檢修過程中，難免要拆卸或更換可疑的元器件，拆卸更換前，維修人員必須要做到心中有數(shù)，吃透被拆卸或更換元器件的原理、結構和用途，否則，很可能將小故障釀成大故障，這是儀表維修人員一定要注意的問題。

3.結束語

石油企業(yè)儀器儀表的維護和故障診斷是一項細致復雜的工作，影響因素多，涉及面廣，技術升級快。除應做好故障判斷外，還要加大新技術知識的學習，才能有效保證油田在用儀器儀表檢測的質(zhì)量，促進油田生產(chǎn)技術水平的提高，為數(shù)字化油田建設奠定基礎。

參考文獻

[1]樂嘉謙，劉哲，陳逢陽.儀表工手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003.

集成電路的焊接方法范文第3篇

[關鍵詞]芯片封裝技術技術特點

我們經(jīng)常聽說某某芯片采用什么什么的封裝方式，在我們的電腦中，存在著各種各樣不同處理芯片，那么，它們又是采用何種封裝形式呢?并且這些封裝形式又有什么樣的技術特點以及優(yōu)越性呢?在本文中，作者將為你介紹幾個芯片封裝形式的特點和優(yōu)點。

一、DIP雙列直插式封裝

DIP是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應特別小心，以免損壞引腳。

DIP封裝具有以下特點：(1)適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。(2)芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式，緩存和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。

二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝

QFP封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)?；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式，其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將芯片各腳對準相應的焊點，即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。PFP方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。

QFP/PFP封裝具有以下特點：(1)適用于SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線。(2)適合高頻使用。(3)操作方便，可靠性高。(4)芯片面積與封裝面積之間的比值較小。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。

三、PGA插針網(wǎng)格陣列封裝

PGA芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少，可以圍成2~5圈。安裝時，將芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸，從486芯片開始，出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。

ZIF是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起，CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然后將扳手壓回原處，利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力，將CPU的引腳與插座牢牢地接觸，絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU芯片只需將插座的扳手輕輕抬起，則壓力解除，CPU芯片即可輕松取出。PGA封裝具有以下特點：(1)插拔操作更方便，可靠性高。(2)可適應更高的頻率。Intel系列CPU中，80486和Pentium、PentiumPro均采用這種封裝形式。

四、BGA球柵陣列封裝

隨著集成電路技術的發(fā)展，對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關系到產(chǎn)品的功能性，當IC的頻率超過100MHz時，傳統(tǒng)封裝方式可能會產(chǎn)生所謂的“CrossTalk”現(xiàn)象，而且當IC的管腳數(shù)大于208Pin時，傳統(tǒng)的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片(如圖形芯片與芯片組等)皆轉而使用BGA封裝技術。BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。BGA封裝技術又可詳分為五大類：(1)PBGA基板：一般為2~4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中，PentiumII、III、IV處理器均采用這種封裝形式。(2)CBGA基板：即陶瓷基板，芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片的安裝方式。Intel系列CPU中，PentiumI、II、PentiumPro處理器均采用過這種封裝形式。(3)FCBGA基板：硬質(zhì)多層基板。(4)TBGA基板：基板為帶狀軟質(zhì)的1~2層PCB電路板。(5)CDPBGA基板：指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)。

BGA封裝具有以下特點：(1)I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率。(2)雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能。(3)信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高。(4)組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。

BGA封裝方式經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)進入實用化階段。1987年，日本西鐵城公司開始著手研制塑封球柵面陣列封裝的芯片。而后，摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發(fā)BGA的行列。1993年，摩托羅拉率先將BGA應用于移動電話。同年，康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前，Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等)，以及芯片組中開始使用BGA，這對BGA應用領域擴展發(fā)揮了推波助瀾的作用。目前，BGA已成為極其熱門的IC封裝技術，其全球市場規(guī)模在2000年為12億塊，預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。

五、CSP芯片尺寸封裝

隨著全球電子產(chǎn)品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮，封裝技術已進步到CSP。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒大不超過1.4倍。

CSP封裝又可分為四類：(1)傳統(tǒng)導線架形式，代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達等等。(2)硬質(zhì)內(nèi)插板型，代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。(3)軟質(zhì)內(nèi)插板型，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。(4)晶圓尺寸封裝：有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式，WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片，它號稱是封裝技術的未來主流，已投入研發(fā)的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。

CSP封裝具有以下特點：(1)滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。(2)芯片面積與封裝面積之間的比值很小。(3)極大地縮短延遲時間。CSP封裝適用于腳數(shù)少的IC，如內(nèi)存條和便攜電子產(chǎn)品。未來則將大量應用在信息家電、數(shù)字電視、電子書、無線網(wǎng)絡WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機芯片、藍芽等新興產(chǎn)品中。

六、MCM多芯片模塊

集成電路的焊接方法范文第4篇

一、DIP雙列直插式封裝

DIP(DualIn－linePackage)是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應特別小心，以免損壞引腳。

DIP封裝具有以下特點：

1.適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。

2.芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。

Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式，緩存(Cache)和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。

二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝

QFP（PlasticQuadFlatPackage）封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)?；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式，其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD（表面安裝設備技術）將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將芯片各腳對準相應的焊點，即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。

PFP（PlasticFlatPackage）方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。

QFP/PFP封裝具有以下特點：

1.適用于SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線。

2.適合高頻使用。

3.操作方便，可靠性高。

4.芯片面積與封裝面積之間的比值較小。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。

三、PGA插針網(wǎng)格陣列封裝

PGA(PinGridArrayPackage)芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少，可以圍成2-5圈。安裝時，將芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸，從486芯片開始，出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。

ZIF(ZeroInsertionForceSocket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起，CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然后將扳手壓回原處，利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力，將CPU的引腳與插座牢牢地接觸，絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU芯片只需將插座的扳手輕輕抬起，則壓力解除，CPU芯片即可輕松取出。

PGA封裝具有以下特點：

1.插拔操作更方便，可靠性高。

2.可適應更高的頻率。

Intel系列CPU中，80486和Pentium、PentiumPro均采用這種封裝形式。

四、BGA球柵陣列封裝

隨著集成電路技術的發(fā)展，對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關系到產(chǎn)品的功能性，當IC的頻率超過100MHz時，傳統(tǒng)封裝方式可能會產(chǎn)生所謂的“CrossTalk”現(xiàn)象，而且當IC的管腳數(shù)大于208Pin時，傳統(tǒng)的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片（如圖形芯片與芯片組等）皆轉而使用BGA(BallGridArrayPackage)封裝技術。BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。

BGA封裝技術又可詳分為五大類：

1.PBGA（PlasricBGA）基板：一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中，PentiumII、III、IV處理器均采用這種封裝形式。

2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片（FlipChip，簡稱FC）的安裝方式。Intel系列CPU中，PentiumI、II、PentiumPro處理器均采用過這種封裝形式。

3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬質(zhì)多層基板。

4.TBGA（TapeBGA）基板：基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。

5.CDPBGA（CarityDownPBGA）基板：指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)（又稱空腔區(qū)）。

BGA封裝具有以下特點：

1.I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率。

2.雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能。

3.信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高。

4.組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。

BGA封裝方式經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)進入實用化階段。1987年，日本西鐵城（Citizen）公司開始著手研制塑封球柵面陣列封裝的芯片（即BGA）。而后，摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發(fā)BGA的行列。1993年，摩托羅拉率先將BGA應用于移動電話。同年，康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前，Intel公司在電腦CPU中（即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等），以及芯片組（如i850）中開始使用BGA，這對BGA應用領域擴展發(fā)揮了推波助瀾的作用。目前，BGA已成為極其熱門的IC封裝技術，其全球市場規(guī)模在2000年為12億塊，預計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。

五、CSP芯片尺寸封裝

隨著全球電子產(chǎn)品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮，封裝技術已進步到CSP(ChipSizePackage)。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒（Die）大不超過1.4倍。

CSP封裝又可分為四類：

1.LeadFrameType(傳統(tǒng)導線架形式)，代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達（Goldstar）等等。

2.RigidInterposerType(硬質(zhì)內(nèi)插板型)，代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。

3.FlexibleInterposerType(軟質(zhì)內(nèi)插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣（GE）和NEC。

4.WaferLevelPackage(晶圓尺寸封裝)：有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式，WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片，它號稱是封裝技術的未來主流，已投入研發(fā)的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。

CSP封裝具有以下特點：

1.滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。

2.芯片面積與封裝面積之間的比值很小。

3.極大地縮短延遲時間。

CSP封裝適用于腳數(shù)少的IC，如內(nèi)存條和便攜電子產(chǎn)品。未來則將大量應用在信息家電（IA）、數(shù)字電視（DTV）、電子書（E-Book）、無線網(wǎng)絡WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手機芯片、藍芽（Bluetooth）等新興產(chǎn)品中。

六、MCM多芯片模塊

為解決單一芯片集成度低和功能不夠完善的問題，把多個高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多層互聯(lián)基板上用SMD技術組成多種多樣的電子模塊系統(tǒng)，從而出現(xiàn)MCM(MultiChipModel)多芯片模塊系統(tǒng)。

MCM具有以下特點：

1.封裝延遲時間縮小，易于實現(xiàn)模塊高速化。

2.縮小整機/模塊的封裝尺寸和重量。

3.系統(tǒng)可靠性大大提高。

集成電路的焊接方法范文第5篇

關鍵詞： 電子調(diào)光控制器； 數(shù)碼管； 按鍵開關； LED

中圖分類號： TN911.7?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）21?0127?03

Design of LED dimming controller based on MCU

ZHU Jian?ke

（Sichuan Information Technology College， Guangyuan 628017， China）

Abstract： An electronic dimming controller taking single?chip microcomputer as the core control component was designed. The electronic dimming controller is composed of a single chip computer， digital tube， button switch， etc. The dimming signal is input through the keyboard， and processed by SCM. PWM pulse width control circuit is adopted to regulate the LED brightness， which has the dimming function of 10 stages. Its brightness change appears in stepping state， unnecessary to worry about the flashing on and off phenomena. A two?in?one digital tube is employed to display the dimming level. This design has strong practicability， accurate judgment and strong function expansion.

Keywords： electronic dimming controller； digital tube； key switch； LED

0 引 言

現(xiàn)如今，單片機的應用無處不在，利用單片機控制燈具的實例很多，可控制燈具的芯片也相當多，而利用單片機控制燈具能達到預想效果，是人們使用最廣泛的方法。它功能多，價格優(yōu)，外部電路簡單，深受單片機愛好者及燈具控制制造商的青睞。

在日常生活中，人們處在不同的環(huán)境或氣氛通常對燈光的亮度要求不同，往往會用到電子調(diào)光控制器。因此選擇利用單片機編程來設計調(diào)光控制器，可以根據(jù)不同的要求對亮度進行調(diào)節(jié)。

用AT89C51單片機及少數(shù)外部電路控制LED燈光，使LED產(chǎn)生不同亮度的光效果，通過硬件電路和軟件程序的編寫，使燈光的亮度和數(shù)碼顯示電路相配合。

調(diào)光控制通常是改變通過燈具的電流或電壓的大小，以便調(diào)節(jié)燈具的發(fā)光亮度。按調(diào)光方法來分有變阻器調(diào)光、自耦變壓器調(diào)節(jié)器調(diào)光、飽和扼流圈調(diào)光、磁放大器調(diào)光和可控硅調(diào)光等。前四種調(diào)光設備都有體積大笨重等缺點。本設計使用的是PWM控制調(diào)光。

系統(tǒng)采用單片機作為整個控制核?？刂葡到y(tǒng)由顯示模塊、驅動模塊、按鍵控制模塊組成。該系統(tǒng)通過按鍵輸入調(diào)光信號，利用一個兩位的數(shù)碼管完成顯示功能，利用PWM脈寬控制電流使LED工作，在數(shù)碼管上顯示亮度等級，從而實現(xiàn)調(diào)光的控制過程。工作時，用按鍵輸入調(diào)光信號。經(jīng)單片機的處理，輸出控制信號，從而實現(xiàn)單片機控制的電子調(diào)光控制器的設計。

1 硬件電路設計

1.1 設計方案

本次設計采用單片機控制實現(xiàn)LED燈光調(diào)節(jié)，按鍵輸入調(diào)光信號，經(jīng)單片機處理后對LED亮度進行控制。如圖1所示。

圖1 總體電路框圖

總體電路由五部分組成：

時鐘電路：產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號。

復位電路：使單片機能在剛接上電源時、斷電后、發(fā)生故障后復位。

顯示電路：顯示所調(diào)亮度的等級。

按鍵控制電路：實現(xiàn)鍵盤輸入功能，用于輸入亮度等級。

LED驅動電路：用于驅動LED照亮。

1.2 整機工作原理

本系統(tǒng)把單片機作為整個控制核心。主要由單片機模塊、顯示模塊、按鍵控制模塊、驅動模塊組成，整機電路如圖2所示。它的工作原理如下：

加電工作，開始時LED燈沒有亮度，此時數(shù)碼管顯示為0。按下加鍵，向單片機P3.2引腳輸入一個低電平信號，單片機改變由P1.7輸出調(diào)光信號的占空比，再加載到開關管的基極控制開關管的導通與截止時間，此時數(shù)碼管顯示為1表示占空比增大一級LED燈亮，再按一次加鍵，占空比繼續(xù)增大一級，此時數(shù)碼管顯示2，LED燈更亮了。繼續(xù)按加鍵占空比不斷增大，LED燈亮度不斷增加，直至亮度達到十級。當按下減鍵，LED亮度減小，占空比也隨之減小一級，此時數(shù)碼管顯示從10改變?yōu)?。再按一次減鍵，占空比繼續(xù)減小，LED亮度減弱，數(shù)碼管顯示8。繼續(xù)按減鍵，LED燈亮度不斷減弱，占空比也不斷減小，直至LED燈滅，數(shù)碼管顯示為0。

圖2 整機電路圖

2 軟件設計

軟件設計完成對單片機的控制，使單片機能與電路一起共同實現(xiàn)對輸入信號的處理，并輸出不同的脈寬控制LED的亮度。

2.1 主函數(shù)程序設計

主函數(shù)模塊主要實現(xiàn)定時器的初始化、更新數(shù)碼管數(shù)據(jù)、判斷按鍵是否按下、判斷被按下的是哪個鍵、判斷占空比是加一級還是減一級的功能。程序流程圖如圖3所示。

圖3 主程序流程圖

2.2 定時器中斷服務程序設計

定時器2中斷服務模塊實現(xiàn)清除定時器2中斷標志位、數(shù)碼管掃描、判斷占空比級數(shù)、根據(jù)級數(shù)設置占空比的功能。程序流程圖如圖4所示。

圖4 定時器2中斷服務程序流程圖

2.3 數(shù)碼管顯示驅動程序設計

數(shù)碼管掃描模塊主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的掃描和送出，然后實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。程序流程圖如圖5所示。

3 電路制作與調(diào)試

印制電路板的設計是以電路原理圖為根據(jù)，實現(xiàn)電路設計者所需要的功能。印刷電路板的設計主要指版圖設計，它需要考慮外部連接的布局、內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護、熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的版圖設計可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設計可以用手工實現(xiàn)，復雜的版圖設計需要借助計算機（CAD）實現(xiàn)。

圖5 數(shù)碼管顯示驅動程序

3.1 PCB板的設計與制作

Protel 99SE是由澳大利亞ProklTechnology公司基于Windows環(huán)境下研制開發(fā)的電路板設計軟件。該軟件功能強大，人機界面友好，易學易用，是大中專院校電學專業(yè)必學課程，同時也是業(yè)界人士首選的電路板設計工具。

Protel 99SE由電路原理圖設計（Advanced Schematic）和多層印刷電路板設計（Advanced PCB）兩大部分組成。其中Advanced Schematic由兩部分組成：電路圖編輯器（Schematic）和元器件編輯器（Schematic Library）。它具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位設計軟件，可以完成原理圖、印制板設計、可編程邏輯器件設計和仿真等，可設計32個信號層、16個電源/地層和16個加工層。

3.2 電子調(diào)光電路的裝配

電子調(diào)光系統(tǒng)的電路裝配流程：根據(jù)在仿真軟件上畫出的電路圖，確定元器件，找到對應位置，進行焊接。分立元器件的裝配工藝步驟和印制電路板上的常用元器件的焊接工藝如下所述。

分立元器件的裝配工藝步驟如下：

（1） 焊前準備：器件引線表面清潔，搪錫；

（2） 焊件裝配：元器件插裝在電路板上，貼緊；

（3） 加熱焊接：用加熱器對印制板焊盤、器件引腳、焊料進行加熱，熔化的焊料將引腳焊盤焊接在一起；

（4） 焊后清潔：用無水酒精或者香蕉水清潔焊點周圍。不合格的焊點要做補焊和清潔兩道處理；

（5） 質(zhì)量檢驗：外觀和電氣性能測試。

印制電路板上常用元器件的焊接工藝如下：

（1） 電阻器的焊接。按圖將電阻器準確地裝入規(guī)定位置，并要求標記向上，字向一致。裝完一種規(guī)格再裝另一種規(guī)格，盡量使電阻器的高低一致。焊接后將露在印制電路板表面上多余的引腳齊根剪去。

（2） 電容器的焊接。將電容器按圖紙要求裝入規(guī)定位置，并注意有極性的電容器其“+”與“-”極不能接錯。電容器上的標記方向要易看得見。先裝玻璃釉電容器、金屬膜電容器、瓷介電容器，最后裝電解電容器。

（3） 二極管的焊接。正確辨認正負極后按要求裝入規(guī)定位置，型號及標記要易看得見。焊接立式二極管時，對最短的引腳焊接時，時間不要超過2 s。

（4） 三極管的焊接。按要求將e、b、c三根引腳裝入規(guī)定位置。焊接時間應盡可能的短些，焊接時用鑷子夾住引腳，以幫助散熱。焊接大功率三極管時，若需要加裝散熱片，應將接觸面平整，打磨光滑后再緊固，若要求加墊絕緣薄膜片時，千萬不能忘記管腳與線路板上焊點需要連接時，要用塑料導線。

（5） 集成電路的焊接。將集成電路插裝在印制線路板上，按照圖紙要求，檢查集成電路的型號、引腳位置是否符合要求。焊接時先焊集成電路邊沿的2只引腳，以使其定位，然后再從左到右或從上至下進行逐個焊接。焊接時，烙鐵一次沾取錫量為焊接2～3只引腳的量，烙鐵頭先接觸印制電路的銅箔，待焊錫進入集成電路引腳底部時，烙鐵頭再接觸引腳，接觸時間以不超過3 s為宜，而且要使焊錫均勻包住引腳。焊接完畢后要查一下，是否有漏焊、碰焊、虛焊之處，并清理焊點處的焊料。

3.3 電子調(diào)光電路的測試

本設計硬件電路焊接成功后，將程序燒錄到單片機中，按下按鍵以實現(xiàn)調(diào)光功能。使用萬用表實時檢測LED兩端電壓值如表1，表2所示。亮度變化如圖6所示。隨調(diào)光等級變化LED亮度在不斷變化。經(jīng)過調(diào)試，調(diào)光控制器達到預先設計的要求，能夠實現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光效果令人滿意。

圖6 電子調(diào)光器調(diào)試圖

表1 調(diào)光等級遞增時LED兩端電壓值

[調(diào)光等級＼&0＼&1＼&2＼&3＼&4＼&5＼&6＼&7＼&8＼&9＼&10＼&電壓值 /V＼&0 ＼&0.19＼&0.30＼&0.44＼&0.60＼&0.75＼&0.91＼&1.00＼&1.20＼&1.41＼&1.40＼&]

表2 調(diào)光等級遞減時LED兩端電壓值

[調(diào)光等級＼&10＼&9＼&8＼&7＼&6＼&5＼&4＼&3＼&2＼&1＼&0＼&電壓值 /V＼&1.40＼&1.40＼&1.20＼&1.00＼&0.90＼&0.70＼&0.60＼&0.44＼&0.30＼&0.18＼&0＼&]

4 結 語

本文講述了一款基于單片機的LED調(diào)光控制器的軟硬件設計過程和電路的制作和調(diào)試過程，所做LED調(diào)光控制器結構簡單，易于實現(xiàn)，對LED調(diào)光控制的工程應用具有一定的參考價值。

參考文獻

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