一、SMD的(de)(de)封裝(zhuang)(zhuang)結構(gou)是工藝設計的(de)(de)基礎,因此,在這里我(wo)們不按封裝(zhuang)(zhuang)的(de)(de)名稱而是按引(yin)腳(jiao)或焊端(duan)的(de)(de)結構(gou)形式(shi)來進(jin)行分類(lei)。按照(zhao)這樣的(de)(de)分法,SMD的(de)(de)封裝(zhuang)(zhuang)主要(yao)有(you)片式(shi)元件(Chip)類(lei)、J形引(yin)腳(jiao)類(lei)、L形引(yin)腳(jiao)類(lei)、BGA類(lei)、BTC類(lei)、城堡類(lei),如(ru)圖所示。
SMD的封裝形式分類
二、片式元件類封(feng)裝
片(pian)(pian)式(shi)元件(jian)(jian)類一般(ban)是指形狀(zhuang)規則、兩引(yin)出端的片(pian)(pian)式(shi)元件(jian)(jian),主要有片(pian)(pian)式(shi)電(dian)阻(zu)、片(pian)(pian)式(shi)電(dian)容和片(pian)(pian)式(shi)電(dian)感,如圖所示。
片式元件類常(chang)見封裝
1.耐(nai)焊接(jie)性(xing)
根(gen)據PCBA組(zu)裝可能的最大焊(han)接次數以及IPC/J-STD-020的有關要求,一(yi)般片式元(yuan)件具(ju)備以下(xia)的耐焊(han)接性:
1)有鉛工藝
(1)能夠承受5次(ci)標準(zhun)有鉛再流(liu)焊接(jie),溫度曲線參見(jian)IPC/J-STD-020D。
(2)能夠(gou)承受在260℃熔融焊錫中10s以(yi)上的一次浸焊過程。
2)無(wu)鉛工(gong)藝
(1)能夠承受3次標準有鉛(qian)再流焊接,溫度曲線參見IPC/J-STD-020D。
(2)能夠承(cheng)受在260℃熔融焊(han)錫(xi)中10s以上的一次(ci)浸(jin)焊(han)過程。
2.工藝特點(dian)
片(pian)式電阻/電容的(de)封裝比(bi)較規范,有英(ying)制和公制兩種(zhong)表示方法。在(zai)業內多使(shi)用英(ying)制,這主(zhu)要與行業習慣(guan)有關(guan)。
表1 常用片式電阻(zu)/電容的(de)封裝代號與對應(ying)尺寸(單位(wei):mm)
常用片式電阻/電容的封裝代號與對應尺寸(cun)
0603及以上尺(chi)寸的(de)封裝工藝性良好(hao),正常工藝條件下(xia),很(hen)少有(you)焊接問題(ti);0402及以下(xia)尺(chi)寸的(de)封裝,工藝性稍差,一(yi)般容易(yi)出現立碑(bei)、翻轉等不(bu)良現象。
三、J形引(yin)腳類封裝
J形(xing)引腳類(lei)封裝(zhuang)(J-lead),是(shi)SMT早期出現的一(yi)類(lei)封裝(zhuang)形(xing)式,包括(kuo)SOJ、PLCCR、PLCC,如圖8所示。
J形(xing)引腳類常見封裝
1.耐焊接性
J形引腳類(lei)封裝耐(nai)焊接(jie)性(xing)比較好,一般具備以下的耐(nai)焊接(jie)性(xing)。
1)有鉛工藝
能(neng)夠承受5次標準有(you)鉛再流(liu)焊接,溫度曲線參見IPC/J-STD-020D。
2)無(wu)鉛(qian)工藝
能(neng)夠(gou)承受3次標準有(you)鉛再流焊接,溫(wen)度曲線(xian)參見IPC/J-STD-020D。
2.工藝(yi)特點
(1)引腳(jiao)間距(ju)為1.27mm。
(2)J形引(yin)腳類封裝引(yin)線引(yin)線間距(ju)大且不容易變形,一般工藝(yi)水準下,都不會(hui)出現焊接不良問題(ti),具有(you)非常好的(de)工藝(yi)性(xing)。
(3)不足之(zhi)處就是封裝尺寸大(da),I/O數受限制。
四、L形引腳類(lei)封裝(zhuang)
L形(xing)引腳,也稱鷗翼形(xing)引腳(Gull-wing lead),此類(lei)封裝(zhuang)有很多(duo)種,主要(yao)有SOIC、BQFP、QFP、SQFP和QFPR、TSSOP,如(ru)圖所(suo)示。之所(suo)以種類(lei)復雜,是因為(wei)它們源(yuan)自不同的標準,如(ru)IPC、EIAJ、JEDEC,從工藝的角度我們可以簡單地(di)把它歸為(wei)SOP、QFP兩類(lei)。
L形引腳類常見封裝(zhuang)
1.耐(nai)焊接性
L形引腳類封裝(zhuang)耐(nai)焊接性比較(jiao)好(hao),一般具備以下的耐(nai)焊接性。
1)有鉛工藝(yi)
能夠承受(shou)5次焊接峰值溫度(du)為235℃、225℃以(yi)上最少持續30s的再流(liu)焊接過程。
2)無鉛(qian)工(gong)藝
能夠承受3次焊(han)接峰值溫度為260℃、250℃以上最(zui)少持(chi)續30s的(de)再流焊(han)接過程(cheng)。
2.工藝(yi)特點(dian)
(1)引腳間(jian)距形成標(biao)準系列,如1.27mm、0.80mm、0.65mm、0.635mm、0.50mm、0.40mm、0.30mm。其(qi)中1.27mm只(zhi)出現(xian)在(zai)SOIC封(feng)裝上(shang),0.635mm只(zhi)出現(xian)在(zai)BQFP封(feng)裝上(shang)。
(2)L引(yin)腳類封(feng)裝(zhuang)全為塑封(feng)器件,容(rong)易吸(xi)(xi)潮(chao)(chao),使(shi)用前需要確認(ren)吸(xi)(xi)潮(chao)(chao)是否超(chao)標。如果吸(xi)(xi)潮(chao)(chao)超(chao)標,應進行干燥處理。
(3)0.65mm及以下引(yin)腳(jiao)間距的(de)(de)封裝(zhuang)引(yin)腳(jiao)比較(jiao)細(xi),容(rong)易變形。因此,在配送、寫(xie)片(pian)等環(huan)節,應小心操作,以免引(yin)腳(jiao)變形而導致(zhi)焊接不良。如不小心,掉到地上(shang),撿(jian)起來后應進行引(yin)腳(jiao)共面度和間距的(de)(de)檢查與矯(jiao)正。
(4)0.40mm及其(qi)以(yi)下(xia)引腳(jiao)間(jian)距的封裝(zhuang),對(dui)焊(han)膏(gao)量非常(chang)敏感,稍多(duo)可(ke)能橋連(lian),稍少又可(ke)能開(kai)焊(han)。因此,在應(ying)用0.40mm及其(qi)以(yi)下(xia)引腳(jiao)間(jian)距的封裝(zhuang)時,必須確保穩定、合適的焊(han)膏(gao)量。
五、BGA類封裝
BGA類封裝(Ball Grid Array),按其結構劃分(fen),主要有(you)塑封BGA(P-BGA)、倒裝BGA(F-BGA)、載帶BGA(T-BGA)和陶瓷(ci)BGA(C-BGA)四(si)大類,如圖所示。
BGA類的封(feng)裝形(xing)式
(1)BGA引(yin)腳(焊球)位于封裝(zhuang)體下(xia),肉(rou)眼(yan)無(wu)法(fa)直接(jie)觀(guan)察到焊接(jie)情況,必(bi)須采用(yong)X光設備才能檢查。
(2)BGA屬于(yu)濕敏器件,如果吸潮,容(rong)易發生“爆米花(hua)”、變(bian)形等焊接缺陷或不良,因此,組(zu)裝前必(bi)須確認是否符合工(gong)藝要求。
(3)BGA也(ye)屬于應(ying)力敏感器(qi)件,四角焊點應(ying)力集中,在機械(xie)應(ying)力作用下很容易被(bei)拉斷(duan),因此,在PCB設計時(shi)應(ying)盡可能將其布放在遠離拼板邊(bian)和安(an)裝螺釘的地方。
六、BTC類封裝
在IPC-7093中列出的BTC類封裝形式(shi)有(you)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(shi)。
BTC類的封裝形式
(1)BTC的焊端為(wei)面,與PCB焊盤形成的焊點為(wei)“面-面”連接(jie)。
(2)BTC類封裝的(de)工藝(yi)性比較差,換(huan)句(ju)話講(jiang),就是焊(han)接難度比較大(da),經常發生(sheng)的(de)問(wen)題為焊(han)縫中有空洞、周邊焊(han)點虛焊(han)或橋連。
這些問題產生(sheng)的(de)(de)原因主要有兩個:一是封裝體與(yu)PCB之(zhi)間(jian)間(jian)隙(xi)過小(xiao),貼片(pian)時焊(han)(han)(han)(han)(han)膏容易(yi)擠連,焊(han)(han)(han)(han)(han)接時焊(han)(han)(han)(han)(han)劑中的(de)(de)溶(rong)劑揮發通(tong)道不暢(chang)通(tong);二是熱(re)(re)沉(chen)焊(han)(han)(han)(han)(han)盤(pan)(pan)與(yu)I/O焊(han)(han)(han)(han)(han)盤(pan)(pan)面積相差(cha)懸(xuan)殊(shu),I/O焊(han)(han)(han)(han)(han)盤(pan)(pan)上焊(han)(han)(han)(han)(han)膏沉(chen)積率低時,容易(yi)發生(sheng)“元件托舉”現(xian)象(xiang)即熱(re)(re)沿焊(han)(han)(han)(han)(han)盤(pan)(pan)上熔(rong)融焊(han)(han)(han)(han)(han)料將(jiang)元件浮起的(de)(de)現(xian)象(xiang)。經驗表明,確保I/O焊(han)(han)(han)(han)(han)盤(pan)(pan)上焊(han)(han)(han)(han)(han)膏合適轉移(yi)比減少(shao)熱(re)(re)沉(chen)焊(han)(han)(han)(han)(han)盤(pan)(pan)上的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)膏量更有效。