電子元器件識(shí)別檢測(cè)與焊接（第2版） 課件 第10章 集成電路的識(shí)別與檢測(cè)

集成電路外形、分類及型號(hào)命名

10.1集成電路的感性認(rèn)識(shí)0110.2集成電路的基本知識(shí)02目錄01ONE1集成電路的感性認(rèn)識(shí)

10.1.1集成電路的外形集成電路的外形有很多，有插入式封裝，也有表面貼裝式封裝，如圖10-1所示。圖10-1集成電路的常見(jiàn)外形

10.1.2印制板上的集成電路印制板上的集成電路如圖10-2所示。該圖中標(biāo)注的為集成電路，在印制板中，集成電路一般以U來(lái)表示，U后面的數(shù)字為集成電路的編號(hào)。圖10-2印制板上的集成電路02ONE2集成電路的基本知識(shí)

10.2.1集成電路的基本類別按照集成電路的制造工藝分類，可以分為半導(dǎo)體集成電路、薄膜集成電路、厚膜集成電路、混合集成電路。用平面工藝（氧化、光刻、擴(kuò)散、外延工藝）在半導(dǎo)體晶片上制成的電路稱為半導(dǎo)體集成電路（也稱為單片集成電路）。用厚膜工藝（真空蒸發(fā)、濺射）或薄膜工藝（絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)）將電阻、電容等無(wú)源元件連接制作在同一片絕緣襯底上，再焊接上晶體管管芯，使其具有特定的功能，稱為厚膜或薄膜集成電路。如果再裝焊上單片集成電路，則稱為混合集成電路。目前使用最多的是半導(dǎo)體集成電路。半導(dǎo)體集成電路按有源器件分類，可分為雙極型、MOS型和雙極MOS型集成電路；按集成度分類，有小規(guī)模（集成了同個(gè)門或幾十個(gè)元器件）、中規(guī)模（集成了100個(gè)門或幾百個(gè)元器件以上）、大規(guī)模（1萬(wàn)個(gè)門或l0萬(wàn)個(gè)元器件）、超大規(guī)模（10萬(wàn)個(gè)元器件以上）集成電路；按照功能分類，有數(shù)字集成電路和模擬集成電路兩大類，如表10-1所示。

10.2.1集成電路的基本類別表10-1半導(dǎo)體集成電路的主要分類續(xù)表

10.2.2集成電路的型號(hào)命名國(guó)產(chǎn)集成電路的型號(hào)命名由五部分組成，如表10-2、10-3所示。1.國(guó)標(biāo)集成電路的型號(hào)命名方法國(guó)標(biāo)（GB3431—82）集成電路的型號(hào)命名由五部分組成，各部分的含義見(jiàn)表10-2。第一部分用字母“C”表示該集成電路為中國(guó)制造，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。第二部分用字母表示集成電路類型。第三部分用數(shù)字表示集成電路系列和代號(hào)。第四部分用字母表示電路溫度范圍。第五部分用字母表示電路的封裝形式。表10-2國(guó)標(biāo)（一）集成電路型號(hào)命名及含義2.國(guó)標(biāo)集成電路的型號(hào)命名方法國(guó)標(biāo)（GB3430—89）集成電路型號(hào)命名由五部分組成，各部分的含義見(jiàn)表10-3。第一部分用字母“C”表示該集成電路為中國(guó)制造，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。第二部分用字母表示集成電路的類型。第三部分用數(shù)字或數(shù)字與字母混合表示集成電路的系列和品種代號(hào)。第四部分用字母表示電路的工作溫度范圍。第五部分用字母表示集成電路的封裝形式。

2.2集成電路的型號(hào)命名表10-2、10-3國(guó)標(biāo)（二）集成電路型號(hào)命名及含義

2.2集成電路的型號(hào)命名表10-2、10-3國(guó)標(biāo)（二）集成電路型號(hào)命名及含義謝謝集成電路的封裝及使用

2.3集成電路的封裝012.4集成電路的使用02目錄01ONE2.3集成電路的封裝

2.3集成電路的封裝集成電路的封裝，按材料可分為金屬、陶瓷、塑料三類，按電極引腳的形式分為通孔插裝式及表面安裝式兩類。這幾種封裝形式各有特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域也有區(qū)別。這里主要介紹通孔插裝式引腳的集成電路封裝與若干表面安裝式引腳的封裝形式。對(duì)于近年來(lái)迅速發(fā)展的表面安裝技術(shù)（SMT）及表面安裝元器件的封裝也進(jìn)行介紹。

TO晶體管外形封裝TO（TransistorOut-line）的中文意思是“晶體管外形”。這是早期的封裝規(guī)格，例如TO-92，TO-92L，TO-220，TO-252等都是插入式封裝設(shè)計(jì)。近年來(lái)表面貼裝市場(chǎng)需求量增大，TO封裝也進(jìn)展到表面貼裝式封裝，如圖10-3所示。圖10-3TO封裝

TO晶體管外形封裝TO-252和TO-263就是表面貼裝封裝。其中TO-252又稱為D-PAK，TO-263又稱為D2PAK。D-PAK封裝的MOSFET有3個(gè)電極，柵極（G）、漏極（D）、源極（S）。其中漏極（D）的引腳被剪斷不用，而是使用背面的散熱板作漏極（D），直接焊接在PCB上，一方面用于輸出大電流，一方面通過(guò)PCB散熱，所以PCB的D-PAK焊盤有三處，漏極（D）焊盤較大。

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(guò)100個(gè)。封裝材料有塑料和陶瓷兩種。如圖10-4所示。DIP是最普及的插裝型封裝，應(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)邏輯IC，存儲(chǔ)器LSI，微機(jī)電路等。Intel公司早期CPU，如8086、80286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。3．QFP方型扁平式封裝如圖10-5所示。

DIP雙列直插式封裝圖10-4DIP封裝圖10-5QFP封裝

SOP小尺寸封裝SOP器件又稱為SOIC（SmallOut-lineIntegratedCircuit），是DIP的縮小形式，引線中心距為1.27mm，材料有塑料和陶瓷兩種。SOP也稱為SOL和DFP，如圖10-7所示。SOP封裝標(biāo)準(zhǔn)有SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28等，SOP后面的數(shù)字表示引腳數(shù)，業(yè)界往往把“P”省略，叫SO（SmallOut-line）。

SOP小尺寸封裝圖10-6BQFP封裝圖10-7SOP器件還派生出SOJ（J型引腳小外形封裝）、TSOP（薄小外形封裝）、VSOP（甚小外形封裝）、SSOP（縮小型SOP）、TSSOP（薄的縮小型SOP）及SOT（小外形晶體管）、SOIC（小外形集成電路）等。

PLCC塑封有引線芯片載體PLCC（PlasticLeadedChipCarrier），引線中心距為1.27mm，引線呈J形，向器件下方彎曲，有矩形、方形兩種，如圖10-8所示。用途：現(xiàn)在大部分主板的BIOS都是采用的這種封裝形式。

LCCC無(wú)引線陶瓷芯片載體LCCC（LeadlessCeramicChipCarrier）其電極中心距有1.0mm、1.27mm兩種。通常電極數(shù)目為18～156個(gè)，如圖10-9所示。

LCCC無(wú)引線陶瓷芯片載體圖10-8PLCC封裝圖10-9LCCC封裝LCCC器件特點(diǎn)如下。（1）寄生參數(shù)小，噪聲、延時(shí)特性明顯改善。（2）應(yīng)力小，焊點(diǎn)易開裂。用途：用于高速，高頻集成電路封裝，主要用于軍用電路。

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(gè)方陣形的插針，每個(gè)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(shí)，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(lái)滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。PGA封裝如圖10-10所示。

BGA球柵陣列封裝除使用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(zhuǎn)而使用BGA（BallGridArrayPackage）封裝技術(shù)，如圖10-11所示。

BGA球柵陣列封裝圖10-10PGA封裝圖10-11BGA封裝用途：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。

CSP芯片尺寸封裝隨著全球電子產(chǎn)品個(gè)性化、輕巧化的需求，封裝技術(shù)已進(jìn)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(zhǎng)不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒（Die）大不超過(guò)1.4倍。CSP封裝具有以下特點(diǎn)。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。

CSP芯片尺寸封裝③極大地縮短延遲時(shí)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(lái)則將大量應(yīng)用在信息家電（IA）、數(shù)字電視（DTV）、電子書（E-Book）、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機(jī)芯片、藍(lán)牙（Bluetooth）等新興產(chǎn)品中。02ONE2.4集成電路的使用

2.4集成電路的使用集成電路的使用要注意以下幾點(diǎn)。（1）工藝篩選：工藝篩選的目的，在于將一些可能早期失效的電路及時(shí)淘汰出來(lái)，保證整機(jī)產(chǎn)品的可靠性。特別是那些對(duì)于設(shè)備及系統(tǒng)的可靠性要求很高的產(chǎn)品，更必須對(duì)元器件進(jìn)行使用篩選。

正確使用①在使用集成電路時(shí)，其負(fù)荷不允許超過(guò)極限值：當(dāng)電源電壓變化不超出額定值±l0%的范圍時(shí)，集成電路的電氣參數(shù)應(yīng)符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；在接通或斷開電源的瞬間，不得有高電壓產(chǎn)生，否則將會(huì)擊穿集成電路。②輸入信號(hào)的電平不得超出集成電路電源電壓的范圍（即輸入信號(hào)的上限不得高于電源電壓的上限，輸入信號(hào)的下限不低于電源電壓的下限；對(duì)于單個(gè)正電源供電的集成電路，輸入電平不得為負(fù)）。必要時(shí)，應(yīng)在集成電路的輸入端增加輸入信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路。③一般情況下，數(shù)字集成電路的多余端不允許懸空，否則容易造成邏輯錯(cuò)誤。④數(shù)字集成電路的負(fù)載能力一般用扇出系數(shù)表示，但它所指的情況是用同類門電路作為負(fù)載。

正確使用STEP4STEP3STEP2STEP1⑤使用模擬集成電路前，要仔細(xì)查閱它的技術(shù)說(shuō)明書和典型應(yīng)用電路，特別注意外圍元件的配置，保證工作電路符合規(guī)范。⑥集成電路的使用溫度一般在-30～+80℃。在系統(tǒng)布局時(shí)，應(yīng)使集成電路盡量遠(yuǎn)離熱源。⑦在手工焊接電子產(chǎn)品時(shí)，一般應(yīng)該最后裝配、焊接集成電路；不得使用大于45W的電烙鐵，每次焊接時(shí)間不得超過(guò)10s。⑧對(duì)于MOS集成電路，要特別防止柵極靜電感應(yīng)擊穿。謝謝集成電路的選用、代換與檢測(cè)

01.3.1集成電路的選用與代換02.5.2集成電路的檢測(cè)目錄01ONE3.1集成電路的選用與代換

集成電路的選用在選用某種類型的集成電路之前，應(yīng)先認(rèn)真閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書或有關(guān)資料，全面了解該集成電路的功能、電氣參數(shù)、外形封裝（包括引腳分布情況）及相關(guān)外圍電路。絕對(duì)不允許集成電路的使用環(huán)境、參數(shù)等指標(biāo)超過(guò)廠家所規(guī)定的極限參數(shù)。選用集成電路時(shí)，還應(yīng)仔細(xì)觀察其產(chǎn)品型號(hào)是否清晰，外形封裝是否規(guī)范等，以免購(gòu)到假貨。

集成電路的代換直接代換集成電路損壞后，應(yīng)優(yōu)先選用與其規(guī)格、型號(hào)完全相同的集成電路來(lái)直接更換。不可憑經(jīng)驗(yàn)或僅因引腳數(shù)、外觀形狀等相同便盲目直接代換。

集成電路的代換間接代換在無(wú)可直接代換集成電路的情況下，也可以用與原集成電路的封裝形式、內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)等相同，只是個(gè)別或部分引腳功能排列不同的集成電路來(lái)間接代換（通過(guò)改變引腳），做應(yīng)急處理。02ONE5.2集成電路的檢測(cè)

常用的檢測(cè)方法集成電路常用的檢測(cè)方法有在線測(cè)量法、非在線測(cè)量法和代換法。

常用的檢測(cè)方法在線測(cè)量法在線測(cè)量法是利用電壓測(cè)量法、電阻測(cè)量法及電流測(cè)量法等，通過(guò)在電路上測(cè)量集成電路的各引腳電壓值、電阻值和電流值是否正常，來(lái)判斷該集成電路是否損壞。①集成電路的電阻測(cè)量法。集成電路的電阻測(cè)量法分為在線測(cè)量和非在線測(cè)量，由于集成電路非在路電阻測(cè)量法不受外圍電路元器件的制約，因此是檢測(cè)集成電路好壞的常用方法。集成電路非在路電阻測(cè)量法是指集成電路在完全與外圍電路脫焊的狀態(tài)下，用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量各引腳相對(duì)于接地引腳的正、反向電阻值，然后與正常值（可查閱相關(guān)資料）相比較，或結(jié)合內(nèi)部電路對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，以判斷集成電路是否正常。一般凡阻值差別較大的引腳，很可能是其內(nèi)部相應(yīng)的電路已經(jīng)損壞。②集成電路直流電壓測(cè)量法。這是一種判斷集成電路有無(wú)故障最常用的方法，具有簡(jiǎn)捷、迅速、有效的特點(diǎn)。下面結(jié)合彩色電視機(jī)有關(guān)電路，具體介紹測(cè)量方法和注意事項(xiàng)。

常用的檢測(cè)方法非在線測(cè)量法非在線測(cè)量法是在集成電路未焊入電路時(shí)，通過(guò)測(cè)量其各引腳之間的直流電阻值與已知正常同型號(hào)集成電路各引腳之間的直流電阻值進(jìn)行對(duì)比，以確定其是否正常。

常用的檢測(cè)方法代換法代換法是用已知完好的同型號(hào)、同規(guī)格集成電路來(lái)代換被測(cè)集成電路，可以判斷出該集成電路是否損壞。

常用集成電路的檢測(cè)微處理器集成電路的檢測(cè)微處理器集成電路的關(guān)鍵測(cè)試引腳是VDD電源端、RESET復(fù)位端、XIN晶振信號(hào)輸入端、XOUT晶振信號(hào)輸出端及其他各線輸入、輸出端。不同型號(hào)微處理器的RESET復(fù)位電壓也不相同，有的是低電平復(fù)位，即在開機(jī)瞬間為低電平，復(fù)位后維持高電平；有的是高電平復(fù)位，即在開機(jī)瞬間為高電平，復(fù)位后維持低電平。

常用集成電路的檢測(cè)開關(guān)電源集成電路的檢測(cè)開關(guān)電源集成電路的關(guān)鍵腳電壓是電源端（VCC）、激勵(lì)脈沖輸出端、電壓檢測(cè)輸入端、電流檢測(cè)輸入端。