陶瓷垂直貼裝封裝的焊接建議

簡(jiǎn)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(jī)械連接。事實(shí)上，焊接通常是將元件固定的唯一機(jī)械連接方式。

相比固態(tài)器件，MEMS陀螺儀等機(jī)械傳感器對(duì)焊接的機(jī)械可靠性特別敏感。陀螺儀和其他MEMS傳感器在焊接時(shí)必須特別注意機(jī)械穩(wěn)定性，由機(jī)械不穩(wěn)定引起的任何移動(dòng)都將轉(zhuǎn)變?yōu)椴恍枰妮敵鲂盘?hào)。

本應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)回流技術(shù)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(zhì)量相對(duì)較大，建議采用圖3所示的焊接溫度曲線（根據(jù)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線修改）。

圖3. 推薦的CVMP焊接溫度曲線

關(guān)于垂直和水平安裝方向的CVMP焊盤布局（焊盤圖形），請(qǐng)參閱本應(yīng)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(cè)試點(diǎn)，不應(yīng)進(jìn)行電氣連接。

圖4. CVMP的背面（灰色陰影部分為測(cè)試點(diǎn)，請(qǐng)勿對(duì)這些測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行電氣連接）。

提高焊點(diǎn)可靠性

焊接工藝的有效性通過焊點(diǎn)可靠性來(lái)評(píng)估。焊點(diǎn)可靠性衡量焊點(diǎn)在一定時(shí)間內(nèi)、在指定的工作條件下符合機(jī)械和電氣要求的能力。機(jī)械振動(dòng)、溫度周期變化或過大電流可能會(huì)使焊點(diǎn)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(jī)械耦合。與SOIC等其它封裝不同，CVMP沒有分離的引腳可用來(lái)釋放應(yīng)力，因此，焊點(diǎn)必須吸收更多的應(yīng)力。

焊接完成后，由于焊料厚度有限，封裝與PCB之間會(huì)有一個(gè)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?yàn)樗軠p輕這種封裝（引腳為嵌入式，不能用來(lái)釋放應(yīng)力）中焊點(diǎn)應(yīng)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(dòng)和固化符合標(biāo)準(zhǔn)回流焊溫度曲線，因此無(wú)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.