PCBA组装流程设计和表面组装元器件的封装形式
0603及以上尺寸的封装工艺性良好,正常工艺条件下,很少有焊接问题;0402及以下尺寸的封装,工艺性稍差,一般容易出现立碑、翻转等不良现象。四、J形引脚类封装J形引脚类封装(J-lead),是SMT早期出现的一类封装形式,包括SOJ、PLCCR、PLCC,如图8所示。
图8 J形引脚类常见封装
1.耐焊接性J形引脚类封装耐焊接性比较好,一般具备以下的耐焊接性。
1)有铅工艺能够承受5次标准有铅再流焊接,温度曲线参见IPC/J-STD-020D。2)无铅工艺能够承受3次标准有铅再流焊接,温度曲线参见IPC/J-STD-020D。
2.工艺特点(1)引脚间距为1.27mm。(2)J形引脚类封装引线引线间距大且不容易变形,一般工艺水准下,都不会出现焊接不良问题,具有非常好的工艺性。(3)不足之处就是封装尺寸大,I/O数受限制。五、L形引脚类封装L形引脚,也称鸥翼形引脚(Gull-wing lead),此类封装有很多种,主要有SOIC、BQFP、QFP、SQFP和QFPR、TSSOP,如图9所示。之所以种类复杂,是因为它们源自不同的标准,如IPC、EIAJ、JEDEC,从工艺的角度我们可以简单地把它归为SOP、QFP两类。
图9 L形引脚类常见封装
1.耐焊接性L形引脚类封装耐焊接性比较好,一般具备以下的耐焊接性。1)有铅工艺能够承受5次焊接峰值温度为235℃、225℃以上最少持续30s的再流焊接过程。2)无铅工艺能够承受3次焊接峰值温度为260℃、250℃以上最少持续30s的再流焊接过程。
2.工艺特点(1)引脚间距形成标准系列,如1.27mm、0.80mm、0.65mm、0.635mm、0.50mm、0.40mm、0.30mm。其中1.27mm只出现在SOIC封装上,0.635mm只出现在BQFP封装上。(2)L引脚类封装全为塑封器件,容易吸潮,使用前需要确认吸潮是否超标。如果吸潮超标,应进行干燥处理。(3)0.65mm及以下引脚间距的封装引脚比较细,容易变形。因此,在配送、写片等环节,应小心操作,以免引脚变形而导致焊接不良。如不小心,掉到地上,捡起来后应进行引脚共面度和间距的检查与矫正。(4)0.40mm及其以下引脚间距的封装,对焊膏量非常敏感,稍多可能桥连,稍少又可能开焊。因此,在应用0.40mm及其以下引脚间距的封装时,必须确保稳定、合适的焊膏量。
六、BGA类封装
BGA类封装(Ball Grid Array),按其结构划分,主要有塑封BGA(P-BGA)、倒装BGA(F-BGA)、载带BGA(T-BGA)和陶瓷BGA(C-BGA)四大类,如图10所示。
图10 BGA类的封装形式
(1)BGA引脚(焊球)位于封装体下,肉眼无法直接观察到焊接情况,必须采用X光设备才能检查。(2)BGA属于湿敏器件,如果吸潮,容易发生“爆米花”、变形等焊接缺陷或不良,因此,组装前必须确认是否符合工艺要求。(3)BGA也属于应力敏感器件,四角焊点应力集中,在机械应力作用下很容易被拉断,因此,在PCB设计时应尽可能将其布放在远离拼板边和安装螺钉的地方。
七、BTC类封装
在IPC-7093中列出的BTC类封装形式有QFN(Quad Flat No-Lead package)、SON(Small Outline No-Lead)、DFN(Dual Flat No-Lead)、LGA(land Grid Array)、MLFP(Micro Leadframe Package),如图11所示。
图11 BTC类的封装形式
(1)BTC的焊端为面,与PCB焊盘形成的焊点为“面-面”连接。(2)BTC类封装的工艺性比较差,换句话讲,就是焊接难度比较大,经常发生的问题为焊缝中有空洞、周边焊点虚焊或桥连。
这些问题产生的原因主要有两个:
一是封装体与PCB之间间隙过小,贴片时焊膏容易挤连,焊接时焊剂中的溶剂挥发通道不畅通;
二是热沉焊盘与I/O焊盘面积相差悬殊,I/O焊盘上焊膏沉积率低时,容易发生“元件托举”现象即热沿焊盘上熔融焊料将元件浮起的现象。经验表明,确保I/O焊盘上焊膏合适转移比减少热沉焊盘上的焊膏量更有效。
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