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贴片IC的封装形式和种类

2017-04-12
类别:业界动态
eye 615
文章创建人 拍明

       IC封装,就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接。封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用,而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接,从而实现内部芯片与外部电路的连接。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。

球形触点阵列,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 360 引脚BGA仅为31mm 见方;而引脚中心距为0.5mm 304 引脚QFP 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BGABGA 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(OMPACGPAC)

BQFP(quad flat package with bumper)

BQFP封装实物 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84 196 左右(QFP)

PGA(butt joint pin grid array)

表面贴装型PGA 的别称(见表面贴装型PGA)

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。

Cerdip

用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装,用于ECL RAMDSP(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 42。在日本,此封装表示为DIP-G(G 即玻璃密封的意思)

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. 52W 的功率。但封装成本比塑料QFP 35 倍。引脚中心距有1.27mm0.8mm0.65mm0.5mm0.4mm 等多种规格。引脚数从32 368

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 QFJQFJ-G(QFJ)

COB(chip on board)

通过bonding IC裸片固定于印刷线路板上。也就是是将芯片直接粘在PCB上用引线键合达到芯片与PCB的电气联结然后用黑胶包封。COB的关键技术在于Wire Bonding(俗称打线)Molding(封胶成型),是指对裸露的机体电路晶片(IC Chip),进行封装,形成电子元件的制程,其中IC藉由焊线(Wire Bonding)、覆晶接合(Flip Chip)、或卷带接合(Tape Automatic Bonding;简称(TAB)等技术,将其I/O经封装体的线路延伸出来。

DFP(dual flat package)

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

DIC(dual in-line ceramic package)

陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称(DIP)..

DIL(dual in-line)

DIP 的别称(DIP)。欧洲半导体厂家多用此名称。

DIP(dual in-line package)

DIP封装实物 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 64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm 10.16mm 的封装分别称为skinny DIP 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(cerdip)

DSO(dual small out-lint)

双侧引脚小外形封装。SOP 的别称(SOP)。部分半导体厂家采用此名称。

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

DIP(dual tape carrier package)

同上。日本电子机械工业会标准对DTCP 的命名(DTCP)

FP(flat package)

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

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。

贴片IC的封装形式和种类.jpg

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 QFP(QFP)。部分导导体厂家采用此名称。

CPAC(globe top pad array carrier)

美国Motorola 公司对BGA 的别称(BGA)

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。

H-(with heat sink)

表示带散热器的标记。例如,HSOP 表示带散热器的SOP

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 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(250528),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。

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(CLCC QFJ)。部分半 导体厂家采用的名称。

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 QFN-C(QFN)

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 实用的有227 触点(1.27mm 中心距)447 触点(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA,应用于高速 逻辑 LSI 电路。LGA 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。

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。

LQFP(low profile quad flat package)

薄型QFP。指封装本体厚度为1.4mm 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。

L-QUAD

陶瓷QFP 之一。封装基板用氮化铝,基导热率比氧化铝高78 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)160 引脚 (0.65mm 中心距)LSI 逻辑用封装,并于1993 10 月开始投入批量生产。

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-LMCM-C 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)SiAl 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。

MFP(mini flat package)

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

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3.8mm2.0mm 的标准QFP(QFP)

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2.5W2.8W 的功率。日本新光电气工业公司于1993 年获得特许开始生产。

MSP(mini square package)

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

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(BGA)

P-(plastic)

表示塑料封装的记号。如PDIP 表示塑料DIP

PAC(pad array carrier)

凸点陈列载体,BGA 的别称(BGA)

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(QFN)。引

脚中心距有0.55mm 0.4mm 两种规格。目前正处于开发阶段。

PFPF(plastic flat package)

塑料扁平封装。塑料QFP 的别称(QFP)。部分LSI 厂家采用的名称。

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64 447 左右。为了降低成本,封装基材可用玻璃环氧树脂印刷基板代替。也有64256 引脚的塑料PG A。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)

piggy back

驮载封装。指配有插座的陶瓷封装,形关与DIPQFPQFN 相似。在开发带有微机的设 备时用于评价程序确认操作。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。

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 DRAM 256kDRAM 中采用,现在已经 普 及用于逻辑LSIDLD(或程逻辑器件)等电路。引脚中心距1.27mm,引脚数从18 84J 形引脚不易变形,比QFP 容易操作,但焊接后的外观检查较为困难。PLCC 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LCCPC LPP -LCC ),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(QFJ QFN)

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(QFJ 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。

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(QFP)。部分半导体厂家采用的名称。

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(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 68

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(PLCC),用于微机、门陈列、 DRAMASSPOTP 等电路。引脚数从18 84

陶瓷QFJ 也称为CLCCJLCC(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 84

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LCCQFN 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14 100 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 0.5mm 两种。这种封装也称为塑料LCCPCLCP-LCC 等。

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1.0mm0.8mm0.65mm0.5mm0.4mm0.3mm 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 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(2.0mm3.6mm )LQFP(1.4mm )TQFP(1.0mm )三种。

另外,有的LSI 厂家把引脚中心距为0.5mm QFP 专门称为收缩型QFP SQFPVQFP。但有的厂家把引脚中心距为0.65mm 0.4mm 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(BQFP);带树脂 保护 环覆盖引脚前端的GQFP(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(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(Gerqa d)

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0.55mm0.4mm 0.3mm 等小于0.65mm QFP(QFP)

QIC(quad in-line ceramic package)

陶瓷QFP 的别称。部分半导体厂家采用的名称(QFPCerquad)

QIP(quad in-line plastic package)

塑料QFP 的别称。部分半导体厂家采用的名称(QFP)

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(TABTCP)

QTP(quad tape carrier package)

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

QUIL(quad in-line)

QUIP 的别称(QUIP)

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这种封装,材料有陶瓷和塑料两种,引脚数64

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(2.54 mm),因而得此称呼。引脚数从14 90。也有称为SH-DIP的,材料有陶瓷和塑料两种。

SH-DIP(shrink dual in-line package)

SDIP。部分半导体厂家采用的名称。

SIL(single in-line)

SIP的别称(SIP)。欧洲半导体厂家多采用SIL 这个名称。

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 30 电极和中心距为1.27mm 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 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3040%DRAM 都装配在SIMM 里。

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 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

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(DIP)

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

SMD(surface mount devices)

表面贴装器件。偶尔,有的半导体厂家把SOP 归为SMD(SOP)

SO(small out-line)

SOP封装实物 SOP 的别称。世界上很多半导体厂家都采用此别称。(SOP)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

SOIC(small out-line integrated circuit)

SOP 的别称(SOP)。国外有许多半导体厂家采用此名称。

SOJ(Small Out-Line J-Leaded Package)

SOJ封装实物 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 SRAM 等存储器LSI 电路,但绝大部分是DRAM。用SO J 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 40(SIMM)

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(SOP)

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(SOP)

SOP(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 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1040 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 SOP 也称为SSOP;装配高度不到1.27mm SOP 也称为TSOP(SSOPTSOP)。还有一种带有散热片的SOP

SOW (Small Outline Package(Wide-Jype))

宽体SOP。部分半导体厂家采用的名称。

【补充】

COG(Chip on Glass)

国际上正日趋实用的COG(Chip on Glass)封装技术。对液晶显示(LCD)技术发展大有影响的封装技术。

贴片IC的封装形式有多种类型,制造厂家不同,封装形式往往也有差异。部分贴片IC元件的封装形式如图2-23所示。SOP(又称为SOLDFPSOFSSOP)是普及最广的表面贴装封形式,引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状L字形,材料有塑料、陶瓷两种。像引脚数为20以下的数字、模拟集成电路,多采用此类封装;多引脚如84脚以上贴片IC,多采用LQFPPQFP等封装形式,塑料扁平封装,引脚从四个侧面引出。塑料封装的颜色为黑色,陶瓷封装的为黄色。

贴片IC损坏时,照原型号采购,型号上标注有封装型号的信息。需要注意的一些三端IC器件,既有3引脚封装形式,也有5引脚和8引脚封装形式,如基准电压源TL431等器件(见图2-24)

1.贴片IC的种类

(1)数字IC电路。目前所应用的数字IC电路,形成有代表性的两大系列,即74系列和4000系列两大类,若以电路采用元件类型细分,又可以分成DTLHTLTTLECLCMOS等数种。应用面最广、数量最大的数字电路是74系列中的TTL电路和4000系列中的CMOS电路。

TTL电路以双极型晶体管为升关器件,称为双极型集成电路,它沿着74→74S→74LS→74AS→74ALS系列向高速、低功耗方向快速发展。“S”代表肖基特工作,工作速度比标准TTL快,功耗较大;“LS”代表低功耗肖基特工艺;“AS”代表先进(高速)的肖基特工艺;“ALS”代表先进(高速)低功耗的肖基特工艺。实际应用中,以LSAS型较多。国产的T1000T2000T3000T4000,分别同7474H74S74LS兼容。TTL电路的最大特点是适应供电电源电压为SV,输入、输出电流值较大。

TTL数字IC的基本特性如下。

1)工作电压范围:SLS系列为SV±5%; ASALS系列为SV±l0%

2)频率特性:一般在35200MHz

(a) TL431的电路符号和等效电路;(b) TL431贴片IC的各种封装形式

3)输入、输出电压特性:输入逻辑“1”输入的电平高于2.0V,逻辑“0”输入的电平低于0.8V;输出逻辑“1”电平值高于2.4V,输出逻辑“0”的电平值低于0.4V

4)输入、输出电流:输入电流为数毫安级,输出电流为数十毫安级。

CMOS电路以绝缘栅场效应管(即金属一氧化物一半导体场效应晶体管,又称单极晶体管)为开关器件,又称单极型集成电路,CMOS电路沿着4000A4000B/4500B(统一称为4000B)74HC74HCT系列的方向高速发展,保持低功耗高运行速度的优势,HCTTTL电平兼容。“AC”代表先进的CMOS高速电路;“ACT”代表如TTL -样的输入特性;“HC”代表高速CMOS电路;“HCT”代表与TTL相兼容的高速CMOS电路;“LVC”代表PHILIPS公司的低电压CMOS电路等。4000B系列的前缀很多,其中“CD”代表标准的4000B系列CMOS电路;“CC”代表国产CMOS产品;“HEF”代表PHILIPS公司的产品;“TC““LR”代表日本东芝和夏普的产品。CMOS电路的最大特点,是适应较宽的供电电源电压,如3.018V,输入、输出电流值较小。

CMOS电路的基本特性如下。

1)工作电压范围:4000系列为3.018V; HCHCU系列为2.06.0V;HC系列为4.55.5V

2)频率特性:一般CMOS的工作频率在100kHz; 4000系列在12MHz以下;74HC系列在40MHz以下。

3)输入、输出电压特性:工作电压为5V时,最小逻辑“1”输入电压为3.5V,最大逻辑“0” 的输入电压为1.0V;输出高电平约为Vcc,输出低电平,约为0V

4)输入、输出电流特性:输入电流为数微安级,输出电流为数毫安级。

(2)模拟IC电路,主要由集成运算放大器(简称运放电路)组成。

集成运算放大器,是一种高增益的直流放大器,内部电路是由多级直接耦合放大电路组成的模拟电路,一般采用双端输入、单端输出的结构形式,具有输入阻抗高,输出阻抗低、电压增益高的特点。

运放电路按工作参数分类,可分为通用型运算放大器,如LM358(双运放)LM324(四运放)等,适用于一般控制电路,这一类应用最广;②高阻型运算放大器,特点是差模输入阻抗非常高,偏置电流较小,如LF356(单运放)LF347(四运放)CA3140(单运放);③低温漂型运算放大器,又称精密型运算放大器,工作性能稳定,受环境温度变化影响小,适用于仪表测量等电路,如OP07AD508;④此外还有高速型运算放大器、低功耗型运算放大器等,适用于低功耗和高速(宽带)信号电路;⑤电压比较器,也是运放电路的一种,也看做放大倍数接近无穷大的运算放大器,用在电压比较场合。如LM339(四运放)LM393(双运放)等,电压比较器柏对于LF324等集成运放电路,因其比较输出的特点,又称为非线性模拟集成电路。

型电路应用较多。

运算电路的工作特性和主要电气参数(以四运放LM324为例)如下。

1)电源电压范围:单电源供电330V,双电源±1.5—±I5V

2)静态功耗极低,允许功耗:570mW

3)输出电流:40mA

4)输入偏置电流:45nA

5)差模共模电压输入范围接近电源电平。

运放电路适应电源电压范围极宽,输入阻抗高,并有较强的带负载能力,在开关量信号电路中也有应用(如用作电压比较器),比数字IC电路更具灵活性。

2.如何辨识贴片IC器件的产品型号

同一电路的贴片IC器件,因生产厂家的不同,型号标注有很大差异,型号所含的内容一般有前缀、类型、产品编号、封装形式、制造厂家缩写字母信息、温度范围等。有的标注较全,有的仅标注其中几项。检修者要做的是忽略次要信息,找到关键信息——器件类型、型号的标注信息。

(1)型号缩写特点。贴片数字IC器件,往往省略前缀,如74系列IC,标注HC240,型号全称为74HC240;标注LS14,型号全称为74LS14,省略了“74”字样;标注3771(复位IC),型号全称为MB3771.省略了“MB”字样。

如果在网络上搜索3771LS14,则有可能无法搜到,明白缩写特点以后,在器件前试加“74”“MB”“SN”“AD”“MAX”“UL”等数字或字母,就能搜到要查的器件资料。“MB”“SN”“AD”“MAX”“UL”为器件制造厂家的公司名称缩写字头,多用于器件型号的起始标注。

(2)同一器件,不同厂家标注不同的型号。同一类型和功能的器件,有的仅为前缀不一致,如HC240F240HCT240等,由于其中的“240”一致,比较易于辨别;有的型号大不相同(而且引脚数也不一样),如NE555(时基电路)器件,LM555μA555CA555CB5551455B等统称为555,一般为8脚双列封装,相互可以代换使用。其中的1455B标注型号,因为用了“14”“455”字样,不易使人联想到是555时基电路;少数产品如RV6555DCLB8555M52051等,采用16脚双列封装。其中的M52051标注差别大,再加上引脚数的不同,如果手头无资料,辨识难度较大,需要注意。

(3)代码标注法。对于一些小型贴片IC电路,特别是3引脚,其封装形式与贴片晶体管、贴片二极管等易于混淆,表面印字为代码,在无资料情况下,型号辨识难度就相当大了。

中标注BA的贴片电压调节器与标注BA的贴片晶体管,标注和外形上都有相同和相似之处,要细心鉴别其不同点,并配合电路测量,确定器件类型。

(4)质量级别的标注。通用型普通IC和贴片IC,一般均分为三个质量级别,即军品(一级)、工业品(二级)和农用品(三级)变频器产品,一般采用工业品和农用品器件。贴片IC的质量级别不同,标注型号也有差异,如稳压IC器件,依据质量级别,分别标注为LM117LM2~7LM317;四运放器件,分别标注为LM124LM224LM324。虽然标注有异,但器件的电路结构是完全一样的,只不过在耐温等使用参数方面有差异而已。

3.贴片IC的其他辨识手段和方法

(1)贴片IC的起始引脚的辨别。确定贴片IC的起始脚(1)后,才能配合相关资料郓测量,确定器件的类型或好坏。20引脚以下器件,通过标识印字的方向、器件本体上的缺口等,可以判断起始脚。但四侧引出脚的多引脚器件,或器件引脚数相同,但起始脚不同的器件,就必须找到起始脚,才能展开以后的测量和检修工作。

另外,一些设备生产厂家,为方便检修,有时也会在电路板上标出贴片IC的引脚序号,如图2-26所示。

有些贴片IC,难以进行1脚识别时,可以根据电路外接元件和资料中引脚图,加以辨识,如图2-27所示。

2-30所示电路中,无法确定贴片IC的起始脚时,首先数清器件的引脚数和确定器件型号;②根据器件的引脚数和型号找到相关资料,由相关引脚功能——供电引脚和外接晶振引脚作参考,确定该器件的起始脚。如图2-30所示中的MCU芯片,实际电路中,外接晶振的引脚,即为8182引脚,83脚为Vss电源地引脚,由这3个引脚的确定,进而能确定所有的引脚序号。

(2)从供电引脚的排列次序区分模拟和数字IC。直接从型号(或印字)辨识贴片IC较为困难时,可以先行判断20引脚以下元件的电路类型——是数字IC还是模拟IC。如器件为14引脚器件,模拟器件的供电脚一般为411312;若所测元件的供电脚为714.16引脚器件的供电引脚为816,基本上证明该器件为数字IC,进一步的辨识方向便被引导于数字IC上,可以很快找到突破口。数字IC和运放电路,这两类器件的供电引脚引出,是有规律的。

数字IC电路的电源引脚在芯片的端部(起始或末端),运放IC的电源引脚一般在芯片的中部(中间引脚)。从电源引脚的不同,可以区分IC是数字或模拟电路芯片。


(3)从电路构成判断IC型号。

1)区分稳压IC器件和晶体管的电路示例如下。

根据器件与外围电路的连接方式,配合输入、输出结果,可得于图2-31(a)中贴片IC为稳压IC,图2-31 (b)中贴片IC是晶体管的准确判断。

2)由电路构成判断器件型号的电路示例。

电路中贴片IC器件为1455B,单看型号标注不好确定是什么器件,将外围电路进行了简单测绘,由器件引脚的外接供电和外接元件、供电引脚、脉冲信号输出引脚进行综合判断和分析,确定该器件为555时基电路。损坏时可直接用NE555代换。

(4)从输入、输出信号变化和电路构成判断IC类型。

1)如果不能判断出器件是数字或模拟IC电路,要找出器件的信号输入、输出脚,根据输入、输出脚外围电路的形式,判断器件类型。

IC电路的输入、输出脚之间有反馈电阻,再测量输入、输出脚之间的电压关系(有时可人为送入一个电压信号,测输出电压的变化),呈现信号放大状态,说明该IC器件为运算放大器电路;IC器件的输入、输出侧均接有上拉电阻,测量输入、输出信号之间的逻辑关系为,即输入为0V,输出为+5V,可确定器件为反相器(非门)数字IC

2)已经确定为数字IC,但不好确定是哪种逻辑门电路,可以细心找出(或测绘部分电路)信号输入脚,如信号一脚入、一脚出,可能为非门、同相驱动/缓冲门电路等;若为2引脚信号输入、1引脚信号输出,测量输入电压和输出电压,根据输入、输出信号电平之间的逻辑关系,一般可判断出电路为与门、与非门、或门、异或门等器件类型。

大部分贴片IC电路,可由标注型号,查到相关资料,判断器件类型并不费力,少数器件,可由上文所述的辅助测量和判断方法,在一定程度上破译出器件类型和型号。

 


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