陶瓷垂直贴装封装的焊接

简介

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）。

图1. 垂直安装的垂直贴装封装

图2. 水平安装的垂直贴装封装

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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）。

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。

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.

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）。

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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。

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.

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.