什么是半导体封装?

什么是半导体封装?,第1张

什么是半导体封装

半导体电子元器件的封装不仅起到连接内部集成电路芯片键合点和外部电气组建的作用,还为集成电路提供了一个稳定可靠的工作环境,对集成电路芯片起到机械或环境保护的作用。因此,集成电路封装应具有较强的机械性能、良好的电气性能、散热性能和化学稳定性。封装质量的好坏与集成电路的整体性能优劣关系很大。

不同类型的集成电路,使用场合和气密性要求不同,其加工方法和封装材料也不同。早期的集成电路,其封装材料采用有机树脂和蜡的混合体,用填充或贯注的方法进行密封,其可靠性很差;也曾采用橡胶进行密封,但是其耐热、耐压及电性能都不好,现已被淘汰。目前,流行的气密性封装材料是陶瓷-金属、玻璃金属和低熔玻璃-陶瓷等。由于大量生产和降低成本的需求,目前有很多集成电路采用了塑料封装材料,它主要采用热固性树脂通过模具加热加压的方法来完成封装,其可靠性取决于有机树脂及添加剂的特性和成型条件。塑料封装材料属于非气密性性装材料,其耐热性较差,且具有吸湿性。

1、BGA(ball grid array)

球形触点陈列,表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚,在印刷基板的正面装配LSI 芯片,然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点陈列载体(PAC)。引脚可超过200,是多引脚LSI 用的一种封装。封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如,引脚中心距为1.5mm 的360 引脚 BGA 仅为31mm 见方;而引脚中心距为0.5mm 的304 引脚QFP 为40mm 见方。而且BGA 不 用担心QFP 那样的引脚变形问题。该封装是美国Motorola 公司开发的,首先在便携式电话等设备中被采用,今后在美国有可能在个人计算机中普及。最初,BGA 的引脚(凸点)中心距为1.5mm,引脚数为225。现在也有一些LSI 厂家正在开发500 引脚的BGA。BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为,由于焊接的中心距较大,连接可以看作是稳定的,只能通过功能检查来处理。美国Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC,而把灌封方法密封的封装称为GPAC(见OMPAC 和GPAC)。

2、BQFP(quad flat package with bumper)

带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP 封装之一,在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫)以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC 等电路中采用此封装。引脚中心距0.635mm,引脚数从84 到196 左右(见QFP)。

3、碰焊PGA(butt joint pin grid array)

表面贴装型PGA 的别称(见表面贴装型PGA)。

4、C-(ceramic)

表示陶瓷封装的记号。例如,CDIP 表示的是陶瓷DIP。是在实际中经常使用的记号。

5、Cerdip

用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装,用于ECL RAM,DSP(数字信号处理器)等电路。带有玻璃窗口的Cerdip 用于紫外线擦除型EPROM 以及内部带有EPROM 的微机电路等。引脚中心距2.54mm,引脚数从8 到42。在日本,此封装表示为DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。

6、Cerquad

表面贴装型封装之一,即用下密封的陶瓷QFP,用于封装DSP 等的逻辑LSI 电路。带有窗口的Cerquad 用于封装EPROM 电路。散热性比塑料QFP 好,在自然空冷条件下可容许1.5~ 2W 的功率。但封装成本比塑料QFP 高3~5 倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm 等多种规格。引脚数从32 到368。

7、CLCC(ceramic leaded chip carrier)

带引脚的陶瓷芯片载体,表面贴装型封装之一,引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形。

带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM 以及带有EPROM 的微机电路等。此封装也称为QFJ、QFJ-G(见QFJ)。

8、COB(chip on board)

板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用树脂覆盖以确保可靠性。虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB 和倒片焊技术。

9、DFP(dual flat package)

双侧引脚扁平封装。是SOP 的别称(见SOP)。以前曾有此称法,现在已基本上不用。

10、DIC(dual in-line ceramic package)

陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称(见DIP).

11、DIL(dual in-line)

DIP 的别称(见DIP)。欧洲半导体厂家多用此名称。

12、DIP(dual in-line package)

双列直插式封装。插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP 是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。引脚中心距2.54mm,引脚数从6 到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm和10.16mm 的封装分别称为skinny DIP 和slim DIP(窄体型DIP)。但多数情况下并不加区分,只简单地统称为DIP。另外,用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP 也称为cerdip(见cerdip)。

13、DSO(dual small out-lint)

双侧引脚小外形封装。SOP 的别称(见SOP)。部分半导体厂家采用此名称。

14、DICP(dual tape carrier package)

双侧引脚带载封装。TCP(带载封装)之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。由于利用的是TAB(自动带载焊接)技术,封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动LSI,但多数为定制品。另外,0.5mm 厚的存储器LSI 簿形封装正处于开发阶段。在日本,按照EIAJ(日本电子机械工业)会标准规定,将DICP 命名为DTP。

15、DIP(dual tape carrier package)

同上。日本电子机械工业会标准对DTCP 的命名(见DTCP)。

16、FP(flat package)

扁平封装。表面贴装型封装之一。QFP 或SOP(见QFP 和SOP)的别称。部分半导体厂家采用此名称。

17、flip-chip

倒焊芯片。裸芯片封装技术之一,在LSI 芯片的电极区制作好金属凸点,然后把金属凸点与印刷基板上的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有封装技术中体积最小、最薄的一种。但如果基板的热膨胀系数与LSI 芯片不同,就会在接合处产生反应,从而影响连接的可靠性。因此必须用树脂来加固LSI 芯片,并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。

18、FQFP(fine pitch quad flat package)

小引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm 的QFP(见QFP)。部分导导体厂家采用此名称。

19、CPAC(globe top pad array carrier)

美国Motorola 公司对BGA 的别称(见BGA)。

20、CQFP(quad fiat package with guard ring)

带保护环的四侧引脚扁平封装。塑料QFP 之一,引脚用树脂保护环掩蔽,以防止弯曲变形。在把LSI 组装在印刷基板上之前,从保护环处切断引脚并使其成为海鸥翼状(L 形状)。这种封装在美国Motorola 公司已批量生产。引脚中心距0.5mm,引脚数最多为208 左右。

21、H-(with heat sink)

表示带散热器的标记。例如,HSOP 表示带散热器的SOP。

22、pin grid array(surface mount type)

表面贴装型PGA。通常PGA 为插装型封装,引脚长约3.4mm。表面贴装型PGA 在封装的底面有陈列状的引脚,其长度从1.5mm 到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法,因而也称为碰焊PGA。因为引脚中心距只有1.27mm,比插装型PGA 小一半,所以封装本体可制作得不怎么大,而引脚数比插装型多(250~528),是大规模逻辑LSI 用的封装。封装的基材有多层陶瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。

23、JLCC(J-leaded chip carrier)

J 形引脚芯片载体。指带窗口CLCC 和带窗口的陶瓷QFJ 的别称(见CLCC 和QFJ)。部分半导体厂家采用的名称。

24、LCC(Leadless chip carrier)

无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是高速和高频IC 用封装,也称为陶瓷QFN 或QFN-C(见QFN)。

25、LGA(land grid array)

触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现已实用的有227 触点(1.27mm 中心距)和447 触点(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA,应用于高速逻辑LSI 电路。LGA 与QFP 相比,能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外,由于引线的阻抗小,对于高速LSI 是很适用的。但由于插座制作复杂,成本高,现在基本上不怎么使用。预计今后对其需求会有所增加。

26、LOC(lead on chip)

芯片上引线封装。LSI 封装技术之一,引线框架的前端处于芯片上方的一种结构,芯片的中心附近制作有凸焊点,用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面附近的结构相比,在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm 左右宽度。

27、LQFP(low profile quad flat package)

薄型QFP。指封装本体厚度为1.4mm 的QFP,是日本电子机械工业会根据制定的新QFP外形规格所用的名称。

28、L-QUAD

陶瓷QFP 之一。封装基板用氮化铝,基导热率比氧化铝高7~8 倍,具有较好的散热性。封装的框架用氧化铝,芯片用灌封法密封,从而抑制了成本。是为逻辑LSI 开发的一种封装,在自然空冷条件下可容许W3的功率。现已开发出了208 引脚(0.5mm 中心距)和160 引脚(0.65mm中心距)的LSI 逻辑用封装,并于1993 年10 月开始投入批量生产。

29、MCM(multi-chip module)

多芯片组件。将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。根据基板材料可分为MCM-L,MCM-C 和MCM-D 三大类。MCM-L 是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。布线密度不怎么高,成本较低。MCM-C 是用厚膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或玻璃陶瓷)作为基板的组件,与使用多层陶瓷基板的厚膜混合IC 类似。两者无明显差别。布线密度高于MCM-L。MCM-D 是用薄膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或氮化铝)或Si、Al 作为基板的组件。布线密谋在三种组件中是最高的,但成本也高。

30、MFP(mini flat package)

小形扁平封装。塑料SOP 或SSOP 的别称(见SOP 和SSOP)。部分半导体厂家采用的名称。

31、MQFP(metric quad flat package)

按照JEDEC(美国联合电子设备委员会)标准对QFP 进行的一种分类。指引脚中心距为

0.65mm、本体厚度为3.8mm~2.0mm 的标准QFP(见QFP)。

32、MQUAD(metal quad)

美国Olin 公司开发的一种QFP 封装。基板与封盖均采用铝材,用粘合剂密封。在自然空冷条件下可容许2.5W~2.8W 的功率。日本新光电气工业公司于1993 年获得特许开始生产。

33、MSP(mini square package)

QFI 的别称(见QFI),在开发初期多称为MSP。QFI 是日本电子机械工业会规定的名称。

34、OPMAC(over molded pad array carrier)

模压树脂密封凸点陈列载体。美国Motorola 公司对模压树脂密封BGA 采用的名称(见

BGA)。

35、P-(plastic)

表示塑料封装的记号。如PDIP 表示塑料DIP。

36、PAC(pad array carrier)

凸点陈列载体,BGA 的别称(见BGA)。

37、PCLP(printed circuit board leadless package)

印刷电路板无引线封装。日本富士通公司对塑料QFN(塑料LCC)采用的名称(见QFN)。引脚中心距有0.55mm 和0.4mm 两种规格。目前正处于开发阶段。

38、PFPF(plastic flat package)

塑料扁平封装。塑料QFP 的别称(见QFP)。部分LSI 厂家采用的名称。

39、PGA(pin grid array)

陈列引脚封装。插装型封装之一,其底面的垂直引脚呈陈列状排列。封装基材基本上都采用多层陶瓷基板。在未专门表示出材料名称的情况下,多数为陶瓷PGA,用于高速大规模逻辑LSI 电路。成本较高。引脚中心距通常为2.54mm,引脚数从64 到447 左右。了为降低成本,封装基材可用玻璃环氧树脂印刷基板代替。也有64~256 引脚的塑料PGA。

另外,还有一种引脚中心距为1.27mm 的短引脚表面贴装型PGA(碰焊PGA)。(见表面贴装

型PGA)。

40、piggy back

驮载封装。指配有插座的陶瓷封装,形关与DIP、QFP、QFN 相似。在开发带有微机的设备时用于评价程序确认 *** 作。例如,将EPROM 插入插座进行调试。这种封装基本上都是定制品,市场上不怎么流通。

41、PLCC(plastic leaded chip carrier)

带引线的塑料芯片载体。表面贴装型封装之一。引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形,

是塑料制品。美国德克萨斯仪器公司首先在64k 位DRAM 和256kDRAM 中采用,现在已经普及用于逻辑LSI、DLD(或程逻辑器件)等电路。引脚中心距1.27mm,引脚数从18 到84。

J 形引脚不易变形,比QFP 容易 *** 作,但焊接后的外观检查较为困难。PLCC 与LCC(也称QFN)相似。以前,两者的区别仅在于前者用塑料,后者用陶瓷。但现在已经出现用陶瓷制作的J 形引脚封装和用塑料制作的无引脚封装(标记为塑料LCC、PCLP、P-LCC 等),已经无法分辨。为此,日本电子机械工业会于1988 年决定,把从四侧引出J 形引脚的封装称为QFJ,把在四侧带有电极凸点的封装称为QFN(见QFJ 和QFN)。

42、P-LCC(plastic teadless chip carrier)(plastic leaded chip currier)

有时候是塑料QFJ 的别称,有时候是QFN(塑料LCC)的别称(见QFJ 和QFN)。部分LSI 厂家用PLCC 表示带引线封装,用P-LCC 表示无引线封装,以示区别。

43、QFH(quad flat high package)

四侧引脚厚体扁平封装。塑料QFP 的一种,为了防止封装本体断裂,QFP 本体制作得 较厚(见QFP)。部分半导体厂家采用的名称。

44、QFI(quad flat I-leaded packgac)

四侧I 形引脚扁平封装。表面贴装型封装之一。引脚从封装四个侧面引出,向下呈I 字。

也称为MSP(见MSP)。贴装与印刷基板进行碰焊连接。由于引脚无突出部分,贴装占有面积小于QFP。日立制作所为视频模拟IC 开发并使用了这种封装。此外,日本的Motorola 公司的PLL IC也采用了此种封装。引脚中心距1.27mm,引脚数从18 于68。

45、QFJ(quad flat J-leaded package)

四侧J 形引脚扁平封装。表面贴装封装之一。引脚从封装四个侧面引出,向下呈J 字形。是日本电子机械工业会规定的名称。引脚中心距1.27mm。材料有塑料和陶瓷两种。塑料QFJ 多数情况称为PLCC(见PLCC),用于微机、门陈列、DRAM、ASSP、OTP 等电路。引脚数从18 至84。陶瓷QFJ 也称为CLCC、JLCC(见CLCC)。带窗口的封装用于紫外线擦除型EPROM 以及带有EPROM 的微机芯片电路。引脚数从32 至84。

46、QFN(quad flat non-leaded package)

四侧无引脚扁平封装。表面贴装型封装之一。现在多称为LCC。QFN 是日本电子机械工业会规定的名称。封装四侧配置有电极触点,由于无引脚,贴装占有面积比QFP 小,高度比QFP低。但是,当印刷基板与封装之间产生应力时,在电极接触处就不能得到缓解。因此电极触点难于作到QFP 的引脚那样多,一般从14 到100 左右。材料有陶瓷和塑料两种。当有LCC 标记时基本上都是陶瓷QFN。电极触点中心距1.27mm。塑料QFN 是以玻璃环氧树脂印刷基板基材的一种低成本封装。电极触点中心距除1.27mm 外,还有0.65mm 和0.5mm 两种。这种封装也称为塑料LCC、PCLC、P-LCC 等。

47、QFP(quad flat package)

四侧引脚扁平封装。表面贴装型封装之一,引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。基材有陶瓷、金属和塑料三种。从数量上看,塑料封装占绝大部分。当没有特别表示出材料时,多数情况为塑料QFP。塑料QFP 是最普及的多引脚LSI 封装。不仅用于微处理器,门陈列等数字逻辑LSI 电路,而且也用于VTR 信号处理、音响信号处理等模拟LSI 电路。引脚中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm 等多种规格。0.65mm 中心距规格中最多引脚数为304。日本将引脚中心距小于0.65mm 的QFP 称为QFP(FP)。但现在日本电子机械工业会对QFP的外形规格进行了重新评价。在引脚中心距上不加区别,而是根据封装本体厚度分为QFP(2.0mm~3.6mm 厚)、LQFP(1.4mm 厚)和TQFP(1.0mm 厚)三种。另外,有的LSI 厂家把引脚中心距为0.5mm 的QFP 专门称为收缩型QFP 或SQFP、VQFP。但有的厂家把引脚中心距为0.65mm 及0.4mm 的QFP 也称为SQFP,至使名称稍有一些混乱。QFP 的缺点是,当引脚中心距小于0.65mm 时,引脚容易弯曲。为了防止引脚变形,现已出现了几种改进的QFP 品种。如封装的四个角带有树指缓冲垫的BQFP(见BQFP);带树脂保护环覆盖引脚前端的GQFP(见GQFP);在封装本体里设置测试凸点、放在防止引脚变形的专用夹具里就可进行测试的TPQFP(见TPQFP)。在逻辑LSI 方面,不少开发品和高可靠品都封装在多层陶瓷QFP 里。引脚中心距最小为0.4mm、引脚数最多为348 的产品也已问世。此外,也有用玻璃密封的陶瓷QFP(见Gerqad)。

48、QFP(FP)(QFP fine pitch)

小中心距QFP。日本电子机械工业会标准所规定的名称。指引脚中心距为0.55mm、0.4mm、0.3mm 等小于0.65mm 的QFP(见QFP)。

49、QIC(quad in-line ceramic package)

陶瓷QFP 的别称。部分半导体厂家采用的名称(见QFP、Cerquad)。

50、QIP(quad in-line plastic package)

塑料QFP 的别称。部分半导体厂家采用的名称(见QFP)。

51、QTCP(quad tape carrier package)

四侧引脚带载封装。TCP 封装之一,在绝缘带上形成引脚并从封装四个侧面引出。是利用TAB 技术的薄型封装(见TAB、TCP)。

52、QTP(quad tape carrier package)

四侧引脚带载封装。日本电子机械工业会于1993 年4 月对QTCP 所制定的外形规格所用的名称(见TCP)。

53、QUIL(quad in-line)

QUIP 的别称(见QUIP)。

54、QUIP(quad in-line package)

四列引脚直插式封装。引脚从封装两个侧面引出,每隔一根交错向下弯曲成四列。引脚中心距1.27mm,当插入印刷基板时,插入中心距就变成2.5mm。因此可用于标准印刷线路板。是比标准DIP 更小的一种封装。日本电气公司在台式计算机和家电产品等的微机芯片中采用了些种封装。材料有陶瓷和塑料两种。引脚数64。

55、SDIP (shrink dual in-line package)

收缩型DIP。插装型封装之一,形状与DIP 相同,但引脚中心距(1.778mm)小于DIP(2.54mm),因而得此称呼。引脚数从14 到90。也有称为SH-DIP 的。材料有陶瓷和塑料两种。

56、SH-DIP(shrink dual in-line package)

同SDIP。部分半导体厂家采用的名称。

57、SIL(single in-line)

SIP 的别称(见SIP)。欧洲半导体厂家多采用SIL 这个名称。

58、SIMM(single in-line memory module)

单列存贮器组件。只在印刷基板的一个侧面附近配有电极的存贮器组件。通常指插入插座的组件。标准SIMM 有中心距为2.54mm 的30 电极和中心距为1.27mm 的72 电极两种规格。在印刷基板的单面或双面装有用SOJ 封装的1 兆位及4 兆位DRAM 的SIMM 已经在个人计算机、工作站等设备中获得广泛应用。至少有30~40%的DRAM 都装配在SIMM 里。

59、SIP(single in-line package)

单列直插式封装。引脚从封装一个侧面引出,排列成一条直线。当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。引脚中心距通常为2.54mm,引脚数从2 至23,多数为定制产品。封装的形状各异。也有的把形状与ZIP 相同的封装称为SIP。

60、SK-DIP(skinny dual in-line package)

DIP 的一种。指宽度为7.62mm、引脚中心距为2.54mm 的窄体DIP。通常统称为DIP(见

DIP)。

61、SL-DIP(slim dual in-line package)

DIP 的一种。指宽度为10.16mm,引脚中心距为2.54mm 的窄体DIP。通常统称为DIP。

62、SMD(surface mount devices)

表面贴装器件。偶而,有的半导体厂家把SOP 归为SMD(见SOP)。

63、SO(small out-line)

SOP 的别称。世界上很多半导体厂家都采用此别称。(见SOP)。

64、SOI(small out-line I-leaded package)

I 形引脚小外型封装。表面贴装型封装之一。引脚从封装双侧引出向下呈I 字形,中心距1.27mm。贴装占有面积小于SOP。日立公司在模拟IC(电机驱动用IC)中采用了此封装。引脚数26。

65、SOIC(small out-line integrated circuit)

SOP 的别称(见SOP)。国外有许多半导体厂家采用此名称。

66、SOJ(Small Out-Line J-Leaded Package)

J 形引脚小外型封装。表面贴装型封装之一。引脚从封装两侧引出向下呈J 字形,故此得名。通常为塑料制品,多数用于DRAM 和SRAM 等存储器LSI 电路,但绝大部分是DRAM。用SOJ封装的DRAM 器件很多都装配在SIMM 上。引脚中心距1.27mm,引脚数从20 至40(见SIMM)。

67、SQL(Small Out-Line L-leaded package)

按照JEDEC(美国联合电子设备工程委员会)标准对SOP 所采用的名称(见SOP)。

68、SONF(Small Out-Line Non-Fin)

无散热片的SOP。与通常的SOP 相同。为了在功率IC 封装中表示无散热片的区别,有意增添了NF(non-fin)标记。部分半导体厂家采用的名称(见SOP)。

69、SOF(small Out-Line package)

小外形封装。表面贴装型封装之一,引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状(L 字形)。材料有塑料和陶瓷两种。另外也叫SOL 和DFP。SOP 除了用于存储器LSI 外,也广泛用于规模不太大的ASSP 等电路。在输入输出端子不超过10~40 的领域,SOP 是普及最广的表面贴装封装。引脚中心距1.27mm,引脚数从8~44。另外,引脚中心距小于1.27mm 的SOP 也称为SSOP;装配高度不到1.27mm 的SOP 也称为TSOP(见SSOP、TSOP)。还有一种带有散热片的SOP。

70、SOW (Small Outline Package(Wide-Jype))

宽体SOP。部分半导体厂家采用的名称.

以上是引用别人的。

三极管封装:TO-92、TO-92S、TO-92NL、TO-126、TO-251、TO-251A、TO-252、TO-263(3线)、TO-220、T0-3、SOT-23、SOT-143、SOT-143R、SOT-25、SOT-26、TO-50。

电源芯片封装:SOT-23、T0-220、TO-263、SOT-223。

以TO-92,T0-3,TO-220,TO-263,SOT-23最常用

半导体分立器件自从20世纪50年代问世以来,曾为电子产品的发展发挥了重要的作用。现在,虽然集成电路已经广泛应用,并在不少场合取代了晶体管,但是应该相信,晶体管到任何时候都不会被全部废弃。因为晶体管有其自身的特点,还会在电子产品中发挥其他元器件所不能取代的作用,所以晶体管不仅不会被淘汰,而且还将有所发展。

1 半导体分立器件的命名

按照国家规定,国内半导体分立器件的命名由五部分组成,如表3-9所示。例如2AP9,“2”表示二极管,“A”表示N型锗材料,“P”表示普通管,“9”表示序号。又如3DG6,“3”表示三极管,“D”表示NPN硅材料,“G”表示高频小功率管,“6”是序号。

有些小功率晶体三极管是以四位数字来表示型号的,具体特性参数如表3-10所示。

近年来,国内生产半导体器件的各厂家纷纷引进外国的先进生产技术,购入原材料、生产工艺及全套工艺标准,或者直接购入器件管芯进行封装。因此,市场上多见的是按照国外产品型号命名的半导体器件,符合国家标准命名的器件反而买不到。在选用进口半导体器件时,应该仔细查阅有关资料,比较性能指标。

2 二极管

按照结构工艺不同,半导体二极管可以分为点接触型和面接触型。点接触型二极管PN结的接触面积小,结电容小,适用于高频电路,但允许通过的电流和承受的反向电压也比较小,所以适合在检波、变频等电路中工作;面接触型二极管PN结的接触面积较大,结电容比较大,不适合在高频电路中使用,但它可以通过较大的电流,多用于频率较低的整流电路。

表3-9 国产半导体分立器件的命名

注:fa为工作频率,Pc为工作功率。

表3-10 通用型小功率三极管

注:fT为工作频率。

半导体二极管可以用锗材料或硅材料制造。锗二极管的正向电阻很小,正向导通电压约为0.15~0.35V,但反向漏电流大,温度稳定性较差;硅二极管的反向漏电流比锗二极管小得多,缺点是需要较高的正向电压(0.5~0.7V)才能导通,只适用于信号较强的电路。

二极管应该按照极性接入电路,大部分情况下,应该使二极管的正极(或称阳极)接电路的高电位端,而稳压管的负极(或称阴极)要接电源的正极,其正极接电源的负极。

1)常用二极管的外形和符号

常用二极管的外形和符号如图3-16所示。

图3-16 常用二极管的符号

2)常用二极管的特性

常用的二极管的特性及用途在表3-11中列出。

表3-11 常用的二极管的特性及用途

3)二极管的识别与检测

二极管有多种封装形式,目前比较常用的有塑料封装和玻璃壳封装。老式的大功率、大电流的整流二极管仍采用金属封装,并且有装散热片的螺栓。玻璃封装的二极管可能是普通二极管或稳压二极管,在目测没有把握辨别的情况下,要依靠万用表或者专用设备来区分。因为玻璃封装的稳压二极管和普通二极管外形一样,不同的二极管在电路中起的作用是不同的,特别是稳压二极管,它的最大特点就是工作在反向连接状态。

(1)从标记识别。

①外壳上有二极管的符号,箭头的方向就是电流流动的方向,故箭头指的方向为负极。如图3-17所示,为二极管的单向导电性。

②封装成圆球形的,一般用色点表示的,色点处为阴极。封装成柱状的,靠近色环(通常为白色)的引线为负极。

(2)数字万用表检测。

用数字式万用表可以很方便地判断出二极管的极性,如图3-18所示,方法是:将数字万用表拨到二极管挡,将红表笔插入万用表的V/?插孔,黑表笔插入COM插孔,然后分别用两表笔接触二极管的两个电极,正反向交换表笔各测一次,在其中的一次测量中显示屏上具有600~750之间(硅管)或200~400之间(锗管)的读数,这时红表笔所接触的电极就是二极管的正极(即PN结的P端),黑表笔接触的电极就是负极(即PN结的N端)。

图3-17 二极管的单向导电性

图3-18 二极管的测量

发光二极管的测量与一般二极管测量类似,只是其正向电压在1.5~3V之间,工作电流在1mA左右。发光二极管工作时一定要接上限流电阻。

3 三极管

晶体三极管又称为双极型三极管(因有两种载流子同时参与导电而得名)。它是一种电流控制电流的半导体器件,可用来对微弱的信号进行放大和做无触点开关。

1)三极管的分类

(1)按材料分:三极管按材料不同可分为锗三极管(Ge管)和硅三极管(Si管)。

(2)按导电类型分:三极管按导电类型不同可分为PNP型和NPN型,分别用不同的符号表示电压极性与电流流动方向。锗管多为PNP型,硅管多为NPN型。

(3)按用途分:依工作频率不同分为高频(fT>3MHz)、低频(fT<3MHz)和开关三极管。依工作功率不同又可分为大功率(Pc>1W)、中功率(Pc在0.5~1W)、小功率(Pc<0.5W)三极管。

2)三极管的电路符号

常用三极管的电路符号如图3-19所示。

图3-19 常用三极管的电路符号

3)三极管的检测方法

(1)判断基极用数字万用表判断三极管基极的方法是:首先将数字万用表的转换开关置于二极管挡。红、黑表笔按正确的方法插到相应插孔(红表笔插V/Ω,黑表笔插COM)。记住:数字万用表的红表笔接内部电池的正极。然后用表笔分别触三极管的三个电极,总能找到其中一个电极对另外两个电极读数为0.5~0.8V(硅管)或0.15~0.35V(锗管),该电极就是基极。

(2)E、C极的判断。

一般万用表都具备测放大倍数的功能,先将万用表的功能开关选在hFE挡,将三极管按极性(PNP、NPN)插入测试孔中,这时可从表头刻度盘上直接读放大倍数值。然后将E极、C极对调一下,看表针偏转较大的那一次,插脚就是正确的,从万用表插孔旁标记即可判别出是发射极还是集电极。另外在测量基极时,也可以得到D、E的读数大于B、C的读数,虽然很接近,但总是有微小差别的。

数字式万用表测量三极管的方法,在第五节常用仪器仪表简介中“万用表的使用”一部分进行介绍。

4 集成电路

集成电路是继电子管、晶体管之后发展起来的又一类电子器件。它是利用半导体工艺或厚膜、薄膜工艺(或这些工艺的结合),将电阻、电容、二极管、三极管等元器件,按照设计电路的要求,共同制作在一块硅或绝缘基体上,成为具有特定功能的电路,然后封装而成。集成电路是最能体现电子工业日新月异、飞速发展的一类电子器件。集成电路种类繁多,要想熟悉各种集成电路几乎是不可能的,实际上也没必要,但要了解一些基本的集成电路。

1)集成电路的分类

集成电路按其结构和工艺方法的不同,可分为半导体集成电路、薄膜集成电路、厚膜集成电路和混合集成电路。其中发展最快、品种最多、应用最广的是半导体集成电路。

用平面工艺(氧化、光刻、扩散、外延工艺)在半导体晶片上制成的电路称为半导体集成电路(也称为单片集成电路)。

用厚膜工艺(真空蒸发、溅射)或薄膜工艺(丝网印刷、烧结)将电阻、电容等无源元件连接制作在同一片绝缘衬底上,再焊接上晶体管管芯,使其具有特定的功能,称作厚膜或薄膜集成电路。如果再装上单片集成电路,则成为混合集成电路。

2)集成电路的封装

集成电路的封装可分为:金属外壳、陶瓷外壳和塑料外壳三类。其中较常见的是用陶瓷和塑料封装的单列直插式和双列直插式两种。

金属封装的散热性能好,可靠性高,但安装使用不够方便,成本较高。这种封装形式常见于高精度集成电路或大功率器件。陶瓷封装的散热性差,体积小,成本低。塑料封装的最大特点是工艺简单、成本低,因而被广泛使用。

随着集成电路品种规格的增加和集成度的提高,电路的封装已经成为一个专业性很强的工艺技术领域。现在,国内外的集成电路封装名称逐渐趋于一致,不论是陶瓷材料的还是塑料材料的,均按照集成电路的引脚布置形式来区分,常见集成电路的封装形式如图3-20所示。

3)引脚

集成电路引脚排列顺序的标志一般有色点、凹槽、管键及封装时压出的圆形标志。对于双列直插集成块,引脚的识别方法是:将集成电路水平放置,引脚向下,标志在左边,左下角第一个引脚为1脚,然后逆时针方向数,依次为2,3,…,如图3-20所示。

图3-20 常见集成电路的封装

对于单列直插式集成电路也让引出脚朝下,标志朝左边,从左下角第一个引出脚到最后一个引出脚依次为1,2,3,…。

4)集成电路的使用常识

集成电路是一种结构复杂、功能多、体积小、价格贵、安装与拆卸麻烦的电气器件,在选购、检测和使用中应十分小心。

(1)使用前要搞清楚集成电路的功能、引脚功能、外形封装等。

(2)安装集成电路要注意方向,不同型号之间的互换应更加注意。

(3)对功率型集成电路要有足够的散热器,并尽量远离热源。

(4)切忌带电拔插集成电路。

(5)在手工焊接电子产品时,一般应该最后装配焊接集成电路,不得使用大于45W的电烙铁,每次焊接时间不得超过10s。


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