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陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接注意事项及布局

2018年03月28日 16:38 次阅读

焊接电子元件不仅可为这些元件提供电气连接,还可提供元件与印刷电路板和其他基板之间的机械连接。事实上,焊接通常是将元件固定的唯一机械连接方式。

相比固态器件,MEMS陀螺仪等机械传感器对焊接的机械可靠性特别敏感。陀螺仪和其他MEMS传感器在焊接时必须特别注意机械稳定性,由机械不稳定引起的任何移动都将转变为不需要的输出信号。

本应用笔记介绍陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接建议。CVMP可垂直贴装(见图1)或平放(见图2)。

陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接注意事项及布局

图1. 垂直安装的垂直贴装封装

陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接注意事项及布局

图2. 水平安装的垂直贴装封装

CVMP封装的焊接

CVMP封装可以利用标准回流技术焊接。焊膏模板与封装尺寸一致。贴片后,根据规定的温度曲线加热电路板。

由于陶瓷封装的质量相对较大,建议采用图3所示的焊接温度曲线(根据JEDEC标准温度曲线修改)。

陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接注意事项及布局

图3. 推荐的CVMP焊接温度曲线

关于垂直和水平安装方向的CVMP焊盘布局(焊盘图形),请参阅本应用笔记的“焊盘布局”部分。CVMP背面的焊盘布局如图7所示。注意,封装正面上有一些额外的焊盘(见图4)没有显示在焊盘布局中,这些焊盘用作测试点,不应进行电气连接。

陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接注意事项及布局

图4. CVMP的背面(灰色阴影部分为测试点,请勿对这些测试点进行电气连接)。

提高焊点可靠性

焊接工艺的有效性通过焊点可靠性来评估。焊点可靠性衡量焊点在一定时间内、在指定的工作条件下符合机械和电气要求的能力。机械振动、温度周期变化或过大电流可能会使焊点性能下降。

CVMP封装的嵌入式引脚可使封装与基板PCB形成直接机械耦合。与SOIC等其它封装不同,CVMP没有分离的引脚可用来释放应力,因此,焊点必须吸收更多的应力。

焊接完成后,由于焊料厚度有限,封装与PCB之间会有一个较窄的空间。已经证明,用底部填充材料填充此空间可以改善焊接抗疲劳寿命,因为它能减轻这种封装(引脚为嵌入式,不能用来释放应力)中焊点应力的影响。

底部填充材料是在回流焊之后填充到封装与PCB之间的空间(见图5)。它通常是以液体形式填充,其粘度非常低,可以流入较小的间隙中,然后在指定的温度下固化。这种材料的例子有Dexter的Hysol/FP4531和CooksON STaychip/3077.其它类型的底部填充材料是在贴片之前填充,其流动和固化符合标准回流焊温度曲线,因此无需额外的固化步骤。这种材料的例子有Cookson Staychip/2078E.

陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接注意事项及布局

图5. 底部填充(可以是在回流焊之后以液体形式填充,或者在芯片贴装到PCB之前以膏体或固体形式涂敷填充)。

焊盘布局

垂直和水平安装方向的CVMP焊盘布局(焊盘图形)分别如图6和图7所示。

陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接注意事项及布局

图6. 用于垂直贴装CVMP的样片焊盘布局(焊盘图形),图示尺寸单位:mm.

陶瓷垂直贴装封装(CVMP)的焊接注意事项及布局

图7. 用于水平贴装CVMP的样片焊盘布局(焊盘图形),图示尺寸单位:mm.

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