一,、SMD的封裝結(jié)構(gòu)是工藝設(shè)計的基礎(chǔ),,因此,,在這里我們不按封裝的名稱而是按引腳或焊端的結(jié)構(gòu)形式來進行分類,。按照這樣的分法,,SMD的封裝主要有片式元件(Chip)類,、J形引腳類,、L形引腳類、BGA類,、BTC類,、城堡類,如圖所示,。
SMD的封裝形式分類
二,、片式元件類封裝
片式元件類一般是指形狀規(guī)則、兩引出端的片式元件,,主要有片式電阻,、片式電容和片式電感,如圖所示,。
片式元件類常見封裝
1.耐焊接性
根據(jù)PCBA組裝可能的最大焊接次數(shù)以及IPC/J-STD-020的有關(guān)要求,,一般片式元件具備以下的耐焊接性:
1)有鉛工藝
(1)能夠承受5次標(biāo)準(zhǔn)有鉛再流焊接,溫度曲線參見IPC/J-STD-020D,。
(2)能夠承受在260℃熔融焊錫中10s以上的一次浸焊過程。
2)無鉛工藝
(1)能夠承受3次標(biāo)準(zhǔn)有鉛再流焊接,,溫度曲線參見IPC/J-STD-020D,。
(2)能夠承受在260℃熔融焊錫中10s以上的一次浸焊過程。
2.工藝特點
片式電阻/電容的封裝比較規(guī)范,,有英制和公制兩種表示方法,。在業(yè)內(nèi)多使用英制,這主要與行業(yè)習(xí)慣有關(guān),。
表1 常用片式電阻/電容的封裝代號與對應(yīng)尺寸(單位:mm)
常用片式電阻/電容的封裝代號與對應(yīng)尺寸
0603及以上尺寸的封裝工藝性良好,,正常工藝條件下,很少有焊接問題,;0402及以下尺寸的封裝,,工藝性稍差,一般容易出現(xiàn)立碑,、翻轉(zhuǎn)等不良現(xiàn)象,。
三、J形引腳類封裝
J形引腳類封裝(J-lead),是SMT早期出現(xiàn)的一類封裝形式,,包括SOJ,、PLCCR、PLCC,,如圖8所示,。
J形引腳類常見封裝
1.耐焊接性
J形引腳類封裝耐焊接性比較好,一般具備以下的耐焊接性,。
1)有鉛工藝
能夠承受5次標(biāo)準(zhǔn)有鉛再流焊接,,溫度曲線參見IPC/J-STD-020D。
2)無鉛工藝
能夠承受3次標(biāo)準(zhǔn)有鉛再流焊接,,溫度曲線參見IPC/J-STD-020D,。
2.工藝特點
(1)引腳間距為1.27mm。
(2)J形引腳類封裝引線引線間距大且不容易變形,,一般工藝水準(zhǔn)下,,都不會出現(xiàn)焊接不良問題,具有非常好的工藝性,。
(3)不足之處就是封裝尺寸大,,I/O數(shù)受限制。
四,、L形引腳類封裝
L形引腳,,也稱鷗翼形引腳(Gull-wing lead),此類封裝有很多種,,主要有SOIC,、BQFP、QFP,、SQFP和QFPR,、TSSOP,如圖所示,。之所以種類復(fù)雜,,是因為它們源自不同的標(biāo)準(zhǔn),如IPC,、EIAJ,、JEDEC,從工藝的角度我們可以簡單地把它歸為SOP,、QFP兩類,。
L形引腳類常見封裝
1.耐焊接性
L形引腳類封裝耐焊接性比較好,一般具備以下的耐焊接性,。
1)有鉛工藝
能夠承受5次焊接峰值溫度為235℃,、225℃以上最少持續(xù)30s的再流焊接過程,。
2)無鉛工藝
能夠承受3次焊接峰值溫度為260℃、250℃以上最少持續(xù)30s的再流焊接過程,。
2.工藝特點
(1)引腳間距形成標(biāo)準(zhǔn)系列,,如1.27mm、0.80mm,、0.65mm,、0.635mm、0.50mm,、0.40mm,、0.30mm。其中1.27mm只出現(xiàn)在SOIC封裝上,,0.635mm只出現(xiàn)在BQFP封裝上,。
(2)L引腳類封裝全為塑封器件,容易吸潮,,使用前需要確認吸潮是否超標(biāo),。如果吸潮超標(biāo),應(yīng)進行干燥處理,。
(3)0.65mm及以下引腳間距的封裝引腳比較細,,容易變形。因此,,在配送,、寫片等環(huán)節(jié),應(yīng)小心操作,,以免引腳變形而導(dǎo)致焊接不良,。如不小心,掉到地上,,撿起來后應(yīng)進行引腳共面度和間距的檢查與矯正,。
(4)0.40mm及其以下引腳間距的封裝,對焊膏量非常敏感,,稍多可能橋連,稍少又可能開焊,。因此,,在應(yīng)用0.40mm及其以下引腳間距的封裝時,必須確保穩(wěn)定,、合適的焊膏量,。
五、BGA類封裝
BGA類封裝(Ball Grid Array),,按其結(jié)構(gòu)劃分,,主要有塑封BGA(P-BGA),、倒裝BGA(F-BGA)、載帶BGA(T-BGA)和陶瓷BGA(C-BGA)四大類,,如圖所示,。
BGA類的封裝形式
(1)BGA引腳(焊球)位于封裝體下,肉眼無法直接觀察到焊接情況,,必須采用X光設(shè)備才能檢查,。
(2)BGA屬于濕敏器件,如果吸潮,,容易發(fā)生“爆米花”,、變形等焊接缺陷或不良,因此,,組裝前必須確認是否符合工藝要求,。
(3)BGA也屬于應(yīng)力敏感器件,四角焊點應(yīng)力集中,,在機械應(yīng)力作用下很容易被拉斷,,因此,在PCB設(shè)計時應(yīng)盡可能將其布放在遠離拼板邊和安裝螺釘?shù)牡胤健?/span>
六,、BTC類封裝
在IPC-7093中列出的BTC類封裝形式有QFN(Quad Flat No-Lead package),、SON(Small Outline No-Lead)、DFN(Dual Flat No-Lead),、LGA(land Grid Array),、MLFP(Micro Leadframe Package),如圖所示,。
BTC類的封裝形式
(1)BTC的焊端為面,,與PCB焊盤形成的焊點為“面-面”連接。
(2)BTC類封裝的工藝性比較差,,換句話講,,就是焊接難度比較大,經(jīng)常發(fā)生的問題為焊縫中有空洞,、周邊焊點虛焊或橋連,。
這些問題產(chǎn)生的原因主要有兩個:一是封裝體與PCB之間間隙過小,貼片時焊膏容易擠連,,焊接時焊劑中的溶劑揮發(fā)通道不暢通,;二是熱沉焊盤與I/O焊盤面積相差懸殊,I/O焊盤上焊膏沉積率低時,,容易發(fā)生“元件托舉”現(xiàn)象即熱沿焊盤上熔融焊料將元件浮起的現(xiàn)象,。經(jīng)驗表明,確保I/O焊盤上焊膏合適轉(zhuǎn)移比減少熱沉焊盤上的焊膏量更有效,。