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1、1 常用电子元器件介绍 封装 电子元器件和主板架构介绍 总线结构 CPU 芯片组 BIOS 传统I O接口 音频与网络 概述 电阻 电容 电感 二极管 三极管 MOSFET 晶体振荡器 2 1 1 常见电子常见电子 元件简介元件简介 概述 电子元件是一个最基本的电子部分 它通常以离散的形式封装 并引出两个或多 个引脚 通过焊接在PCB板上 来实现电气连接 从而实现特殊的电路功能 3 各种不同的元件 电阻 4 普通电阻 排阻 电阻 Resistor 是一个双极电子元件 它两端会产生一个与电流成正比的电 压降从而用来阻碍电流 主板上最常用的是普通电阻和排阻 电解电容 贴片电容 电容 Capacit
2、or 是个由两个导体和介于两导体之间的绝缘层组成的电子元件 当 两个导体上加有电压时 绝缘层会产生一个电场 这个电场能用来储存能量和发 生信号震荡 电容 5 线圈 Choke 铁氧体磁珠 Bead 电感 6 电感 Inductor 是一种特殊的电子元件 当有电流流过的时候 电感上会产生 磁场 该磁场可以储存能量 二极管 二极管是一种双极的器件 因其单向导电特性而被广泛使用 7 肖特基二极管 两个二极管 集成在一起 发光二极管 三极管 常用的三极管 又称双极结型晶体管 Bipolar Junction Transistor 它是一种很 重要的电子元件 三极管有作为开关和放大信号两个基本作用 8
3、MOSFET MOSFET全称是Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 金属氧化 物半导体场效应管 它也是一个可以作为开关或放大信号的重要器件 9 晶体振荡器 Crystal Oscillator 是一个能够产生精确频率电子信号的电路 它利用石英的压电效应从而产生机械共振 晶体振荡器 10 2 2 封装封装 概述 TO SOT SIP DIP SOP LCC 11 QFP QFN PGA LGA BGA CSP MCM 概述 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
4、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 另一方面 封装后的芯片 也更便于安装和运输 由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和 与之连接的PCB 印制电路板 的设计和制造 因此它是至关重要的 12 TO TO Transistor Outline 是晶体管外形封装 主要用在高可靠性的为电路应用中 单边设计易于电路安装 检查 测试 其外
5、观包装以罐装为主 13 TO 247TO 220SuperTO 220 247TO 252 D PAKTO 263 D2PAK SOT SOT Small Outline Transistor 是小外形晶体管封装 此封装形式的特点是引 脚全部在两边 而且引脚的数量不算多 它的封装形式比较多 根据它的尺寸 可以分为几种封装 诸如SOT113 SOT223 SOT323 SOT23 SOT26 SOT25 SOT89 等等 14 SOT23 SOT23SOT323SOT89 SIP SIP Single In line Package 单列直插式封装 将多种功能芯片 包括处理器 存储器等功能芯片集
6、成在一个封装内 从而实现一个基本完整的功能 其并不 如双列直插式封装来的普遍 主要是用在RAM芯片的封装和拥有普通pin的多重 电阻器 15 DIP DIP Dual In line Package 也叫双列直插式封装 是一种最简单的封装方式 指采用双列直插形式封装的集成电路芯片 绝大多数中小规模集成电路均采用这 种封装形式 其引脚数一般不超过100 DIP封装的CPU芯片有两排引脚 需要插 入到具有DIP结构的芯片插座上 DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别 小心 以免损坏管脚 16 SOP SOP Small Outline Package 小外形封装 也是一种很常见的元件封装形式
7、始 于70年代末期 SOP封装的应用范围很广 而且以后逐渐派生出SOJ J型引脚小 外形封装 TSOP 薄小外形封装 VSOP 甚小外形封装 SSOP 缩小 型SOP TSSOP 薄的缩小型SOP 及SOT 小外形晶体管 SOIC 小外形 集成电路 等在集成电路中都起到了举足轻重的作用 像主板的频率发生器就是 采用的SOP封装 17 比较 18 ItemSIPDIPSOP Pin脚较少较多较多 封装针脚针脚SMT 外形单边双边双边 组装不方便不方便方便 电路走线不方便不方便方便 性能低低高 成本高高低 LCC LCC Leaded Chip Carrier 是一种pin脚延伸出芯片表面的芯片封
8、装技术 通常 有两种类型的LCC封装 PLCC和CLCC PLCC Plastic Leaded Chip Carrier 为带引线的塑料芯片载体 它是贴片封装的 一种 这种封装的引脚在芯片底部向内弯曲 因此在芯片的俯视图中是看不见芯 片引脚的 PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线 具有外形尺寸 小 可靠性高的优点 CLCC Ceramic Leaded Chip Carrier 是带引线的陶瓷芯片载体 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 19 PLCC CLCC QFP QFP Plastic Quad Flat Package 这种技术的中文含义叫方
9、型扁平式封装技术 该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小 管脚很细 一般大规模或超大规模集 成电路采用这种封装形式 其引脚数一般都在100以上 QFP为四侧引脚扁平封 装 是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 20 LQFPTQFP QFN QFN Quad Flat No leads 是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
10、作到QFP 的引脚那样多 一般从14到100左右 21 QFN芯片 锡 PCB QFN芯片手焊 比较 22 ItemLCCQFPQFN Pin脚少非常多多 封装SMTSMTSMT 外观四边 较厚四边四边 较薄 组装方便方便方便 电路走线方便方便方便 性能低高高 成本低低高 PGA 1 PGA Pin Grid Array 技术也叫插针网格阵列封装技术 Ceramic Pin Grid Arrau Package 由这种技术封装的芯片内外有多个方阵形的插针 每个方阵形插针 沿芯片的四周间隔一定距离排列 根据管脚数目的多少 可以围成2 5圈 安装 时 将芯片插入专门的PGA插座 为了使得CPU能够
11、更方便的安装和拆卸 从 486芯片开始 出现了一种ZIF CPU插座 专门用来满足PGA封装的CPU在安装和 拆卸上的要求 该技术一般用于插拔操作比较频繁的场合之下 23 IC and Substrate Pin PGA 2 24 PPGA 塑胶针状矩阵封装 CPGA 陶瓷针型栅格阵列 FC PGA 反转芯片针脚栅格阵列 mPGA 微型PGA封装 LGA LGA Land Grid Array 直译过来就是栅格阵列封装 与英特尔处理器之前的 封装技术Socket 478相对应 它也被称为Socket T 它用金属触点式封装取代了以 往的针状插脚 而LGA775 顾名思义 就是有775个触点 因
12、为从针脚变成了触点 所以采用LGA775接口的处理器在安装方式上也与现在 的产品不同 它并不能利用针脚固定接触 而是需要一个安装扣架固定 让CPU 可以正确地压在Socket露出来的具有弹性的触须上 其原理就像BGA封装一样 只不过BGA是用锡焊死 而LGA则是可以随时解开扣架更换芯片 25 Intel LGA 775 CPUIntel LGA 1366 CPU BGA 1 BGA Ball Grid Array 球状引脚栅格阵列封装技术 高密度表面装配封装技术 在封装的底部 引脚都成球状并排列成一个类似于格子的图案 由此命名为BGA 目前的主板控制芯片组多采用此类封装技术 材料多为陶瓷 BG
13、A封装器件具有如下特点 1 I O数较多 2 提高了贴装成品率 潜在地降低了成本 3 BGA的阵列焊球与基板的接触面大 短 有利于散热 26 衬底 锡球铜点PCB 晶片 复合模具 BGA 2 27 PBGA 塑料焊球阵列封装 SBGA 特殊焊球阵列封装 CBGA 陶瓷焊球阵列封装 Tiny BGA 微形焊球阵列封装 CSP CSP Chip Scale Package 就是芯片尺寸封装 它是新一代的芯片封装技术 是 继TSOP BGA之后的又一种新的技术 CSP封装的产品面积 大约是芯片面积 的1 2倍或者更小 这样的封装形式大大提高了PCB上的集成度 减小了电子器件 的体积和重量 提高了产品
14、的性能 28 CSP FBGA GDDR MCM MCM Multi Chip Module 是多芯片组件 将多块半导体裸芯片组装在一块布线 基板上的一种封装技术 CM是在混合集成电路技术基础上发展起来的一项微电 子技术 其与混合集成电路产品并没有本质的区别 只不过MCM具有更高的性 能 更多的功能和更小的体积 可以说MCM属于高级混合集成电路产品 29 IBM POWER5 MCM 一个陶 瓷芯片上拥有4个处理器和4 个36MB L3 外部缓存 锡球铜垫PCB 模型组合 Die 1Die 2 2 层管芯 MCM 封装芯片 3 3 总线结构总线结构 概述 Intel平台 AMD平台 FSB D
15、MI HT Memory Bus AGP PCI PCI Express LPC SPI SMBus 30 概述 在计算机科学中 总线 BUS 是一组用来在计算机系统的各个部件之间传输 数据的线路 总线实质上是连接系统不同部分的一个共享的高速公路 包括中 央处理器 CPU 磁盘驱动控制器 内存和输入输出端口 并且使它们能够通 信 引入总线的目的是在一个通道上传输所有通信 从而减少各个部件之间通信 所需要的的路径 这就是有时候总线被比喻为 数据公路 的原因 31 设备A 设备F设备E设备D 设备C设备B 总线 Intel平台 32 North Bridge South Bridge Memory
16、 AGP Slot PCI DMI LPC Memory BusAGP FSB LPC BIOS PCI Slot Intel CPU IDE SATA LAN Audio USB Super I O Keyboard Mouse Floppy Serial Port LPT Port PCI HD Audio AMD平台 33 North Bridge Memory Memory Bus HT PCI E X16 Slot PCI E X16 AMD CPU LPC SPI HT SPI BIOS IDE SATA USB LAN Audio PCI E X1 Slot PCI PCI Slot South Bridge PCI E X1 PCI E X1 HD Audio Keyboard Mouse Floppy Serial Port LPT Port Super I O FSB 前端总线 前端总线FSB Front Side Bus 是连接CPU和其他关键 部件如北桥的通路 前端总线也被称为数据总线 处理器 端总线 前端总线速度可以达到66MHz 133MHz 100MHz
