簡介
焊接電子元件不僅可為這些元件提供電氣連接,還可提供元件與印刷電路板和其他基板之間的機械連接。事實上,焊接通常是將元件固定的唯一機械連接方式。
相比固態(tài)器件,MEMS陀螺儀等機械傳感器對焊接的機械可靠性特別敏感。陀螺儀和其他MEMS傳感器在焊接時必須特別注意機械穩(wěn)定性,由機械不穩(wěn)定引起的任何移動都將轉變?yōu)椴恍枰妮敵鲂盘枴?/p>
本應用筆記介紹陶瓷垂直貼裝封裝(CVMP)的焊接建議。
CVMP可垂直貼裝(見圖1)或平放(見圖2)。
圖1. 垂直安裝的垂直貼裝封裝
圖2. 水平安裝的垂直貼裝封裝
CVMP封裝的焊接
CVMP封裝可以利用標準回流技術焊接。焊膏模板與封裝尺寸一致。貼片后,根據(jù)規(guī)定的溫度曲線加熱電路板。
由于陶瓷封裝的質量相對較大,建議采用圖3所示的焊接溫度曲線(根據(jù)JEDEC標準溫度曲線修改)。
圖3. 推薦的CVMP焊接溫度曲線
關于垂直和水平安裝方向的CVMP焊盤布局(焊盤圖形),請參閱本應用筆記的"焊盤布局"部分。CVMP背面的焊盤布局如圖7所示。注意,封裝正面上有一些額外的焊盤(見圖4)沒有顯示在焊盤布局中,這些焊盤用作測試點,不應進行電氣連接。
圖4. CVMP的背面(灰色陰影部分為測試點,請勿對這些測試點進行電氣連接)。
提高焊點可靠性
焊接工藝的有效性通過焊點可靠性來評估。焊點可靠性衡量焊點在一定時間內、在指定的工作條件下符合機械和電氣要求的能力。機械振動、溫度周期變化或過大電流可能會使焊點性能下降。
CVMP封裝的嵌入式引腳可使封裝與基板PCB形成直接機械耦合。與SOIC等其它封裝不同,CVMP沒有分離的引腳可用來釋放應力,因此,焊點必須吸收更多的應力。
焊接完成后,由于焊料厚度有限,封裝與PCB之間會有一個較窄的空間。已經(jīng)證明,用底部填充材料填充此空間可以改善焊接抗疲勞壽命,因為它能減輕這種封裝(引腳為嵌入式,不能用來釋放應力)中焊點應力的影響。
底部填充材料是在回流焊之后填充到封裝與PCB之間的空間(見圖5)。它通常是以液體形式填充,其粘度非常低,可以流入較小的間隙中,然后在指定的溫度下固化。這種材料的例子有Dexter的Hysol/FP4531和CooksON STaychip/3077.其它類型的底部填充材料是在貼片之前填充,其流動和固化符合標準回流焊溫度曲線,因此無需額外的固化步驟。這種材料的例子有Cookson Staychip/2078E.
圖5. 底部填充(可以是在回流焊之后以液體形式填充,或者在芯片貼裝到PCB之前以膏體或固體形式涂敷填充)。
焊盤布局
垂直和水平安裝方向的CVMP焊盤布局(焊盤圖形)分別如圖6和圖7所示。
圖6. 用于垂直貼裝CVMP的樣片焊盤布局(焊盤圖形),圖示尺寸單位:mm.
圖7. 用于水平貼裝CVMP的樣片焊盤布局(焊盤圖形),圖示尺寸單位:mm.