几种特殊元器件的装焊工艺

一、“城保”形无引脚器件装焊工艺要求

“城堡”形无引脚器件的焊接端像城堡的门一样，因此业界内将这种方形的无引脚芯片载体器件称为“城堡”形无引脚器件，也可把它称为LCC器件。LCC器件的“城门”与底部焊接端是连接在一起的，底部的焊接端与PCB上的相应焊盘焊接，完成器件功能。它们的外观形状如图1所示。

图1

LCC器件的贴装及焊接工艺判定有如下要求：

① 器件引出端上的锡没有越界现象，焊点铺满整个焊盘，焊锡爬上引出端的顶部，焊点润湿情况良好，这种情形视为优良，如图2所示。

图2

② 最大侧面偏移量是“A”不能超出城堡宽度“W”的25%，否则视为不合格，“H”为城堡高度，如图3所示。

图3

③ 焊盘上焊点润湿情况良好，但“城堡”门上无焊锡，或焊锡偏少，只有“F”高度（F为焊盘上锡厚度），视为不合格；城堡高度H上的焊料要求应是F加上H的三分之二以上高度，才能视为合格焊接，如图4所示。

图4

④ 如果“城堡”门上的引出端焊锡润湿性好，但焊盘上焊锡润湿性不好，这种情况也应视为不合格，如图5所示。

图5

⑤ LCC器件在焊盘上贴装时，一定要有“B”的距离，这就是说，器件贴装后应能看见焊盘，这个“B”就是焊盘边缘到器件引出脚的距离，如图6所示。这个距离应根据器件型号尺寸来确定，如果末端偏移几乎没有“B”的距离，焊接时就会造成器件不可靠，这种安装应视为不合格。

图6

二、“J”形引脚器件装焊工艺

在表面组装技术中PLCC器件即是业界里常说的“J”形引脚塑料封装表面安装器件。由于该器件的引出脚像英文字母“J”的形状，因此人们常常将这种器件称为“J”形引脚，图7是这种器件的外观及结构形式。

图7

图8所示中的参数及焊接判定是对“J”形引脚器件的工艺要求。图8中“W”是引脚宽度，“A”是引脚宽度方向引脚越出焊盘的最大距离，“B”是引脚前端越出焊盘的最大距离。

图8

“J”形引脚器件在焊盘上的安装位置、焊接的焊料要求必须满足表1的要求。

“J”形引脚器件在焊盘上的安装焊接工艺要求如下。

① “J”形引脚器件从正面看，在焊盘上无偏移且位置居中，从侧面看焊接良好，如图9所示。

图9

② 侧面偏移量“A”要求等于或小于引脚宽度“W”的25%，如果超过则视为不合格，如图10所示。

图10

③ 趾部偏移量“B”不能超过引脚宽度的25%，超过视为不合格，如图11所示。

图11

④ “J”形引脚焊接时，焊盘与引脚间有一定的焊料，这样焊接出来的焊点接触可靠，这个焊料厚度“G”要求润湿良好，满足设计或工艺要求，如图12中所示。

图12

⑤ 最小末端焊点宽度“C”应是引脚宽度“W”的75%，低于“W”的75%则视为不合格，如图13所示。

图13

⑥ 侧面焊点长度“D”应大于引脚宽度“W”的两倍，小于则视为不合格，如图14所示。

图14

⑦ 如果从侧面看“J”形引脚的焊点像图15所示这样，虽然引脚在焊盘居中位置，但焊料太少了一点，也应视为不合格。

图15

⑧ 最大焊料高度“E”在引脚端部和跟部较多，但如果焊料润湿性好，焊料又没有触及到元件体，这样的焊点是可以接受的，视为合格，如图16所示。

图16

⑨ 最大焊料高度“E”过多，已触及到了元件体，并且引脚上部外形被焊料覆盖得不清晰了，焊料超出焊盘，有堆积感，这样的焊点，应该视为不合格，如图17所示。

图17

三、面阵列引脚器件的装焊工艺

BGA（Ball Grid Array）面阵列封装器件技术的研究始于20世纪60年代，最早被美国IBM公司采用，但一直到20世纪90年代初，BGA才真正进入实用化的阶段。

精细间距器件（如QFP）的局限性在于细引脚易弯曲，质脆而易断，对元器件的平面度和引线间的贴装精度要求很高。而BGA技术采用的是一种全新的设计思维方式，它采用将圆形或者柱状点隐藏在封装器件体下面的结构形式，使得焊球间距大、焊球长度短。相对于同样尺寸的QFP器件，BGA能够提供多至几倍的引脚数，这对于表面组装来讲，可以大幅度地提高焊接合格率和一次成功率。

BGA主要结构分为三部分：主体基板、芯片和封装。基板一面是焊接面，另一面是芯片的封装面。焊接面上球形焊矩阵状排列。基板是特别精细的印制电路板，有双面板与多层板几种形式。对于引出端数较多的基板一般都是多层板，内部为布线层和电源、接地层。对于引出端数较少的基板用双面板即可。在芯片封装面上IC芯片以COB方式与基板连接。

BGA器件以焊点在器件底部呈阵列分布，这样既减轻了引脚所遇到的阻力，又提高了组装密度，其质量、信号传输延迟都有所减少，使用频率大大得到提高。但BGA器件的装配焊接给PCB的焊接带来了更为严格的工艺挑战，因为这种器件不能再用电烙铁焊接了，必须借助焊接设备才能完成对它的组装，而焊接完成后的检查一般来说也要借助设备进行（如果经验足够，组装过程可控，焊接后的检查也是可以采用目视的）。

在BGA器件问世后不久，紧接着与BGA器件一样的封装形式器件CSP又出现了，操作中有时人们也将这种器件叫做小型BGA。

CSP（Chip Size Package）是指封装尺寸等于或略大于裸芯片面积的单芯片封装技术，它的结构形式其实是以引线结合的LOG（Lead on Chip）和BGA等封装基本形式的改进和延伸。CSP底部焊球的面阵列引脚结构使器件接近芯片尺寸，这种高密度、小巧、扁薄的元器件使得移动电话、摄录一体机、数码相机等电子产品越做越小。如以0.65mm（引脚间距）、160个引脚的QFP器件面积为1，则同样引脚数的CSP，其占用面积仅为0.17。

面阵列引脚器件的外观及局部剖视结构形式如图18所示，它们的侧视、底视结构如图19所示。