IC封装进行回流焊

guanshen · 发表于 2021-12-10 10:32

EDA365欢迎您登录！

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？注册

x

正确设计的焊接模板有助于确保使用具有外露导热垫的IC封装成功进行回流焊接。

裸露焊盘封装已经变得非常普遍。它们带有各种缩写 - 例如，QFN（四方扁平无引线），DFN（双扁平无引脚），MLF（微引线框架），MLP（微引线框架封装），LLP（无引线引线框架封装），LFCSP（引线框架）芯片级封装）。这些包装很受欢迎;它们在外形尺寸方面是有益的（由于外形小巧，占地面积小），电气性能（即低引线电感）和散热性能。

尽管如此，也存在一些困难。其中一个 - 即适当的热垫PCB布局 - 在先前的技术简报中讨论。另一个复杂因素是确保装配过程不会受到不适当的焊膏技术的影响。

对于1）对裸露焊盘封装经验有限的设计人员而言，焊膏问题可能是最成问题的。创建自定义PCB封装，而不是使用可靠零件库中的现有封装。问题是，如果您使用典型的表面贴装焊盘作为零件的导热垫，PCB布局软件将像对待任何其他焊盘一样对待此焊盘。这意味着焊膏掩模层将具有包括整个焊盘的开口（减去指定的焊膏 - 掩模收缩）。通常这很好，但是使用导热垫可能会有问题。

全焊盘焊膏应用的主要问题是“浮动” - 导热垫和导热垫之间的焊料过量PCB可以使整个元件浮动到周边焊盘与焊盘接触的水平之上：

全焊盘应用的另一个缺点与焊接过程中发生的化学变化有关。随着温度升高，挥发性焊膏化合物在称为除气的过程中蒸发。如果这些气体不能以有序的方式逸出，它们会干扰元件的放置并导致不可预测的焊料空隙。

在我们继续之前要记住的一件事是暴露焊盘的尺寸会影响风险与全焊盘焊膏应用相关联 - 较小的裸露焊盘更像是普通的表面贴装连接，当然不需要修改焊膏。我的猜测是，大多数裸露的焊盘足够大，可以保证特殊的模板设计，但随着裸露焊盘尺寸的增加，问题肯定会更明显。

主要的特殊模板设计是“窗玻璃”布置，也称为“垫阵列”，“交叉影线”和“矩阵”等术语。这种方法允许挥发物逃逸而不会造成恶作剧并减少PCB和裸露焊盘之间的焊料量。下图表达了一般概念。

整体焊料覆盖率（即，焊料面积与裸露焊盘面积之比，此处以百分比表示）可以通过调整矩阵的几何形状来控制 - 假设您知道整体覆盖范围应该是多少。您不太可能找出“理想”比率，但对可靠文献的回顾表明您应该瞄准至少50％且不超过80％。

一般来说，百分比较低可能更可取的仅仅是因为它们远离与100％（即全垫）覆盖相关的风险。如果您正在处理高功耗，您可能倾向于向80％移动，以促进从导热垫到PCB的热量流动;然而，德州仪器（TI）的这份文件表明，即使对于高功率应用，50％的覆盖率也足够了。