芯片如何焊接在电路板上

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芯片就是我们所说的IC,是由晶原和外面封装构成的,小到一个三极管,大道我们的电脑CPU,都是我们所说的IC,一般情况下都是通过引脚安装于PCB(就是你说的线路板),这里面又分不同的体积封装,有直插,有贴片。也有不是直接安装于PCB上面的,比如我们的电脑CPU,为了更换方便,它是通过插座或者针脚压合的形式固定在上面的,还有一种芯片,比如我们所说的邦定,就是之前看到的一个黑疙瘩,比如电子表里面的,他们直接固封在PCB上面的。比如还有一些电子爱好者没有合适的PCB,那么直接从引脚飞线出来搭棚也可以。

芯片是要“装”在电路板上的,准确的说是“焊接”。芯片要通过焊锡焊接在电路板上,而电路板上通过“走线”建立起芯片与芯片之间的电气连接关系。电路板是元器件的载体,既固定了芯片又保证了电气连接,保证各芯片稳定的工作。

芯片的引脚

芯片有很多引脚,芯片也是通过引脚和其他芯片、元器件、电路建立电气连接关系的。芯片的功能越多,引脚也就越多。根据引脚不同的出脚形式,可以分为LQFP系列封装、QFN系列封装、SOP系列封装、BGA系列封装以及DIP系列的直插封装等。如下图所示。

PCB板

常见的电路板一般是带绿油的,叫做PCB板,除了绿色外,常用的颜色还有蓝色、黑色、红色等。PCB板上有焊盘、走线、以及过孔等。焊盘的排列与芯片的封装是一致的,通过焊锡可以将芯片和焊盘对应的焊接起来;而走线和过孔则提供了电气连接关系。PCB板如下图所示。

PCB板根据层数的不同可以分为双层板、四层板、六层板,甚至更多层。常用的PCB板材多是FR-4材料的,常用厚度有0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm等。这种是硬电路板,还有一种是软的,叫柔性电路板,比如手机、电脑种的软排线就是柔性电路板。

焊接工具

芯片要焊接就要用到焊接工具。如果是手工焊接就要用到电烙铁、焊锡丝、助焊剂等工具。手工焊接适用于少量的样板,不适合大批量的量产焊接,因为效率低、一致性较差、存在漏焊虚焊等各种问题。现在机械化程度越来越高,而SMT贴片元器件焊接是非常成熟的标准化工业流程,这个过程中会涉及到刷锡机、贴片机、回流焊炉、AOI检测等设备,自动化程度非常高、一致性非常好、出错率非常低,保证了电子产品的大批量出货。SMT可以说是电子行业的基建产业。

SMT的基本流程

SMT是一个标准化的工业流程,涉及到PCB及来料检查核对、贴片机上料、刷锡膏/红胶、贴片机贴料、过回流炉、AOI检测、清洗等过程。任何一个环节都不能出错,来料核对环节主要保证物料的正确性、贴片机需要编程确定各个元器件的摆放位置和方向、刷锡膏是通过钢网将焊锡膏涂在PCB的焊盘上、回流焊是加热融化焊锡膏的过程、AOI是检测过程。

芯片是要焊接在电路板上的,电路板既能起到固定芯片的作用又能保证了芯片之间的电气连接。