三、军标对军用PCBA“片式元器件堆叠安装”的规定

为防止影响元器件安装可靠性：

①QJ 3086—1999第5．5．2条规定：无引线元器件应直接焊接到印制电路板上，元器件不应重叠安放，也不应桥接在其他零件或元器件（如导线引出端或其他正确安装的元器件）的空隙上。

②QJ 3172—2003第5．1．1．1条规定：元器件应处于电路板两焊盘中间，片式元器件不应重叠或侧立安放，也不应桥接在其他元器件（如导线引出端或其他正确安装的元器件）的空隙上。

③QJ 165B—2014第5．4．3．1条重申元器件表面安装应符合QJ 3086的要求。

四、分析

1．3级产品不允许片式元器件堆叠安装

除QJ 3086—1999，QJ 3172—2003和QJ 165B—2014这些航天标准明确规定不允许“片式元器件堆叠安装”外，GJB 3243—1998《电子元器件表面安装要求》、GJB 3835—1999《表面安装印制板组装件通用要求》和SJ 20385A—2008《军用电子设备电气装配技术要求》，以及作为“具有工艺控制技术”的IPC－J－STD－001F—2014均不允许和提到3级产品“片式元器件可以堆叠安装”，在这些标准中，片式元器件的安装方式都是一致的，军标规定的片式元器件安装方式如图3所示。即使与GJB／Z 163—2012为同一个主编的SJ 20882—2003《印制电路板组装件装焊工艺要求》中也没有提到允许“片式元器件堆叠安装”。

图3 军标规定的片式元器件安装方式

“片式元器件堆叠安装”的内容仅在IPC－610D（E）中有。

2011年12月，通过国家鉴定和验收的国防科工局下达的，由中国电科编制的《PCBA焊接工艺质量控制通用要求》（已于2012年初下发电科各研究所执行）中也已经把“片式元器件堆叠安装和侧立安装”作为禁用工艺。并在2011年12月已经通过国家鉴定和验收的国防科工局下达的，由中国电科编制的《PCBA焊接质量可接受判据》中把片式元器件堆叠焊接、并列焊接和外接焊接作为焊接不合格缺陷处理，如图4所示。

图4　焊接不合格

2．关于片式元器件的“堆叠”安装焊接

片式元器件的“堆叠”安装焊接在IPC－A－610C—2001里还没有出现，因此以IPCA－610C为蓝本的SJ 20882—2003《印制电路板组装件装焊工艺要求》中也没有提到“片式元器件堆叠安装”；2005年出版的IPC－A－610D提到了“片式元器件堆叠安装”，GJB／Z 163—2012的主编立刻在军标里加入了“片式元器件堆叠安装”；而对军品上已经广泛使用，可靠性很高的QFN元器件则没有提及。

2010年，IPC－A－610E提出了“表面贴装面阵列”——堆叠，如图5所示，这是由Bob Willis所著的《封装上的封装（POP）——封装的叠装》提供了其他的封装叠装工艺指南。

图5　IPC－A－610E提出了“表面贴装面阵列”——堆叠

POP——堆叠组装技术是2003年由环球公司引进的，在SMT向post－SMT的过渡阶段，板级电路组装焊接中出现了芯片级堆叠装配技术（PIP）、元器件级堆叠装配技术（POP）、板级堆叠装配技术、“细微焊接”技术和FPC组装技术。

堆叠装配技术是板级电子组装从2级向1．5级跨越的里程碑，是板级电子组装与半导体组装的最新结合形式，是板级电路高密度组装的最新成果。堆叠装配技术按其结构特征可分为以下3类。

1）元器件内置元器件堆叠装配（Package In Package，PIP），如图6所示。

图6 元器件内置元器件堆叠装配

2）元器件堆叠装配（Package On Package，POP），如图7所示。元器件堆叠装配示意图如图8所示。

图7 元器件堆叠装配

图8 元器件堆叠装配示意图

元器件堆叠装配（POP）的基本特征是充分利用元器件的下方空间，在元器件下面再放置元器件；元器件的组合可自由选择，堆叠装配成本可降至最低；元器件堆叠装配（POP）需要有复杂的工艺流程和装配技术。图9所示是高密度印制电路板采用双面四层“叠层”组装产品。

图9　高密度印制电路板采用双面四层“叠层”组装产品

3）板级堆叠装配示意图如图10所示。

图10　板级堆叠装配示意图

①板级堆叠装配“沿用”MCM芯片级组装中的垂直互连、侧向互连、凸点互连等多种互连技术，实现电路板之间的堆叠装配，以板级为基础在设备内部空间实现印制电路板之间的堆叠装配，应用板级之间的“错位”设计技术，从而大量减少传输器和连接导线，大幅度缩小设备的体积。

②板级堆叠装配以表面组装技术为基础技术，其突出标志是在垂直方向（Z方向）上安装高密度元器件，主要应用元器件为超薄型SCSP和微小型0201、01005元器件和公制03015，主要应用焊接技术为回流焊及TAB、WB和F4技术；板级堆叠装配的板级间距离视元器件厚度而定，一般小于0．5mm。

③基板材料一般采用CEPGC－32F阻燃型覆铜箔环氧玻璃布层压板（FR－4）和挠性积层板（FPC）。