1.4 表面组装元器件的封装形式

表面组装元器件的封装形式分类

表面组装元器件（SMD）的封装是表面组装的对象，认识SMD的封装结构，对优化SMT工艺具有重要意义。

SMD的封装结构是工艺设计的基础，因此，在这里我们不按封装的名称而是按引脚或焊端的结构形式来进行分类。按照这样的分法，SMD的封装主要有片式元器件（Chip）类、J形引脚类、L形引脚类、BGA类、BTC类、城堡类，如图1-11所示。

片式元器件类封装

1.范围

片式元器件类一般是指形状规则、两引出端的片式元器件，主要有片式电阻、片式电容和片式电感，如图1-12所示。

2.耐焊接性

根据PCBA组装可能的最大焊接次数以及IPC/J-STD-020的有关要求，一般片式元器件具备以下耐焊接性。

1）有铅工艺

（1）能够承受5次有铅再流焊接，温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

（2）能够承受在260℃熔融焊锡中10s以上的一次浸焊过程。

2）无铅工艺

（1）能够承受3次无铅再流焊接，温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

（2）能够承受在260℃熔融焊锡中10s以上的一次浸焊过程。

3.工艺特点

片式电阻/电容的封装比较规范，有英制和公制两种表示方法。在业内多使用英制，这主要与行业习惯有关。

常用片式电阻/电容的封装代号与对应尺寸，见表1-1。

0603及以上尺寸的封装工艺性良好，正常工艺条件下，很少有焊接问题；0402及以下尺寸的封装，工艺性稍差，一般容易出现立碑、翻转等不良现象。

J形引脚类封装

1.范围

J形引脚类封装（J-lead），是SMT早期出现的一类封装形式，包括SOJ、PLCCR、PLCC，如图1-13所示。

2.耐焊接性

J形引脚类封装耐焊接性比较好，一般具备以下的耐焊接性。

1）有铅工艺

能够承受5次有铅再流焊接，温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

2）无铅工艺

能够承受3次无铅再流焊接，温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

3.工艺特点

（1）引脚间距为1.27mm。

（2）J形引脚类封装引线间距大且不容易变形，一般工艺水准下，都不会出现焊接不良问题，具有非常好的工艺性。

（3）不足之处就是封装尺寸大，I/O数受限制。

L形引脚类封装

1.范围

L形引脚，也称鸥翼形引脚（Gull-wing Lead），此类封装有很多种，主要有SOIC、BQFP、QFP、QFPR和TSSOP，如图1-14所示。之所以种类复杂，是因为它们源自不同的标准，如IPC、EIAJ、JEDEC，从工艺的角度我们可以简单地把它归为SOP、QFP两类。

2.耐焊接性

L形引脚类封装耐焊接性比较好，一般具备以下耐焊接性。

1）有铅工艺

能够承受5次有铅再流焊接，测试用温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

2）无铅工艺

能够承受3次无铅再流焊接，测试用温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

3.工艺特点

（1）引脚间距形成标准系列，如1.27mm、0.80mm、0.65mm、0.635mm、0.50mm、0.40mm、0.30mm。其中1.27mm只出现在SOIC封装上，0.635mm只出现在BQFP封装上。

（2）L引脚类封装全为塑封器件，容易吸潮，使用前需要确认吸潮是否超标。如果吸潮超标，应进行干燥处理。

（3）0.65mm及以下引脚间距的封装引脚比较细，容易变形。因此，在配送、写片等环节，应小心操作，以免引脚变形而导致焊接不良。如不小心掉到地上，捡起来后应进行引脚共面度和间距的检查与矫正。

（4）0.40mm及其以下引脚间距的封装，对焊膏量非常敏感，稍多可能桥连，稍少又可能开焊。因此，在应用0.40mm及其以下引脚间距的封装时，必须确保稳定、合适的焊膏量。

BGA类封装

1.范围

BGA类封装（Ball Grid Array），按其结构划分，主要有塑封BGA（P-BGA）、倒装BGA（F-BGA）、载带BGA（T-BGA）和陶瓷BGA（C-BGA）四大类，如图1-15所示。

2.工艺特点

（1）BGA引脚（焊球）位于封装体下，肉眼无法直接观察到焊接情况，必须采用X光设备才能检查。

（2）BGA属于湿敏器件，如果吸潮，容易发生“爆米花”、变形等焊接缺陷或不良，因此，组装前必须确认是否符合工艺要求。

（3）BGA也属于应力敏感器件，四角焊点应力集中，在机械应力作用下很容易被拉断，因此，在PCB设计时应尽可能将其布放在远离拼板边和安装螺钉的地方。

总体而言，焊接的工艺性比较好，但有许多特有的焊接问题，详细参见IPC-7095。

BTC类封装

1.范围

BTC，即Bottom Termination Surface Mount Component的缩写，可翻译为底部焊端器件，它是比较新的一类封装，其特点是外面的连接端与封装体内的金属（也可以看做引线框架）是一体化的，如图1-16所示，具体封装名称很多，但实际上为两大类，即周边方形焊盘布局和面阵圆形焊盘布局。

在IPC-7093中列出的BTC类封装形式有QFN（Quad Flat No-Lead package）、SON（Small Outline No-Lead）、DFN（Dual Flat No-Lead）、LGA（land Grid Array）、MLFP（Micro Leadframe Package），如图1-17所示。

2.工艺特点

（1）BTC的焊端为面，与PCB焊盘形成的焊点为“面-面”连接。

（2）BTC类封装的工艺性比较差，换句话讲，就是焊接难度比较大，经常发生的问题为焊缝中有空洞、周边焊点虚焊或桥连。

这些问题产生的原因主要有两个：一是封装体与PCB之间间隙过小，贴片时焊膏容易挤连，焊接时焊剂中的溶剂挥发通道不畅通；二是热沉焊盘与I/O焊盘面积相差悬殊，I/O焊盘上焊膏沉积率低时，容易发生“元器件托举”现象而虚焊。 Ayz1SjJtxjXsY0He/R0PQNh4RgaGGvKdqW3eN8CRX3NYg6AQXTK5AP1feo+xFlKV