使用PicorLGA封装产品的电路板设计建议及表贴安装指

使用PicorLGA封装产品的电路板设计建议及表贴安装指南图1-典型的5×7mmLGA受体PCB布局.预留重焊时的清空边界。图2–由镀铜范围定义的输入/输出焊垫和焊阻开口1所用名词：“尾”(heel),“头”(toe)及“边”(sides)是用来描述与PCB基片连在一起的金属引脚的4边。“尾”是指在元件底部的缘边;“头”是指露出元件体的一边。“边”是连接“头”和“尾”的边线。!内容引言………………………………..………………..….第1页决定受应PCB上引脚位置…………………………...第1页焊膏印刷模板设计……………………………..………第2页铜线迹…………………………………………………..第2页IPC/JEDEC回流焊指南………………………………第2页LGASIP重焊指南....................................................第3页封装………………………………………………….第4–5页引言Picor以LGA封装的产品是性能优良的高功率密度解决方案，适合各种电源应用。这些LGA设计上尽量减少内部杂散寄生元件，以提高电器效率和动态响应，同时热阻极低，让半导体内部的结点到引脚的传热效能非常理想。为了充分发挥PicorLGA产品在整个系统的效能,要注意遵循几个简单的原则。这篇文章会介绍电路板布局及表贴安装的技巧。决定引脚位置图1是一个典型的5×7mmLGA的布局与外部组件。右半部面积较小的焊盘是输入及输出连接，与及是功率和接地的连接。如图2所示，这些焊垫大小是取决于镀铜范围的。建议焊垫尺寸应比封装垫packagepad各“边”(sides)和“尾”(heel)长0.05mm，以及比“头”(toe)长0.2mm。这样，在回流焊时便可以留下正确的焊接轮廓。阻焊的尺寸是围绕焊垫(由镀铜范围定义)扩大0.025mm。图1所示围绕LGA的黄框是清空边界，这并不是必须的。它可以让热风喷嘴无阻碍地直接喷去到LGA。图1左边显示的是焊垫，是大功率连接部份。这些受应焊垫图式应是由阻焊所界定。图3所示之尺寸是完成后的阻焊开口范围，它们与图1的例子相关。如功率焊垫不是在LGA的边缘，而完全在LGA的下面，可用图4的尺寸。过度蚀刻阻焊可能会令阻焊比较薄弱的部份断开，导致焊料从毗邻的焊垫渗过来。请联络印刷电路板供货商，征询建议的最少阻焊要求。使用PicorLGA封装产品的电路板设计建议及表贴安装指南Picor公司•第1页图5–盲孔及通孔结构建议（图示尺寸是最低值）使用PicorLGA封装产品的电路板设计建议及表贴安装指南Picor公司•第2页图2,3及4所示的X及Y值是LGA焊垫的尺寸，可以在文尾找到。或者可参看相关的PicorLGA产品数据表。设计焊模Picor建议采用6mil厚的焊模，焊膏应覆盖80%焊垫面积。对于阻焊定义的开口，受体面积与阻焊开口面积相同。铜线迹使用Picor的LGA封装产品，在设计电路板时需要在功率焊垫四周预留注铜空间，这是非常重要的。LGA的大功率焊垫应直接接连到对应的多边形位置；并且各边都要坚固地连接，不应使用卸热焊垫。功率焊垫的铜覆盖范围愈大，散热效能愈佳。如电路板有内层，建议在最低限度，顶层的镀铜范围以尽量多的穿孔(在生产上许可的情况下)投射到内层。图5所示是10mil小孔,带5mil环，并以阻焊盖着顶部和底部。大的铜面积的缺点是在回流焊接LGA的功率焊垫时需要大量的热能。在进行回流焊工序时，如果回流区的温度被大大提高，安装在铜面积较细的元件可能会被热力损坏。我们建议在装配一个新的PCB设计之前，需先了解常规回流焊工序的温度分布。以确定元件在表面安装程序所承受的峰值温度。IPC/JEDEC回流焊指南5×7mmLGA封装设计是适用于无铅焊料的回流焊工序。最高回流温度为260°C，20至40秒。这封装可承受217°C；60-150秒。回流焊的程序及细节要符合JEDEC标准。图6及图7显示IPC/JEDECJ-STD-020C标准(2004年7月)。图7是无铅回流焊的标准。5x7mmLGA封装同时符合有铅回流焊标准。图3-阻焊定义的LGA边缘功率焊垫图4-阻焊定义的LGA内部功率焊垫使用PicorLGA封装产品的电路板设计建议及表贴安装指南Picor公司•第3页特性无铅焊接平均升温速度(TSMAX至TP)3°C/秒(最高)预热-最低温度(TsMIN)-最高温度(TsMAX)-时间(tsMIN至tsMAX)150°C200°C60–180秒维持时间-温度(TL)-时间(tL)217°C60–150秒峰值/级别温度(TP)260°C+0/-5°C于峰值温度(tP)相差5°C范围内的维持时间20–40秒降温速度6°C/秒(最高)从25°C升温至峰值温度的时间8分钟(最高)注释:表中所示所有温度，均指封装顶部的表面温度。LGA重焊指南5×7mmLGA封装是可以重焊的。但需采用非破坏性的方式和在标准的热风重焊车间进行。必须注意LGA封装不能暴露在高于260°C的回流焊温度环境。可以预热电路板，缩短重焊时的峰值温度时间。另外，可在焊区加助焊剂，以确保恰当的回流焊接。图7–IPC/JEDEC回流焊标准使用PicorLGA封装产品的电路板设计建议及表贴安装指南Picor公司•第4页Picor5x7mmLGA封装Picor的5×7mmLGA封装按照行业标准的0.8mm间距微型导线框(MLCCMicroLeadframeChipCarrier)设计的。A：输入/输出焊垫(第6-14引脚),由镀铜范围定义B：功率焊垫(第1-5,15-17引脚),由焊阻范围定义图8-5x7mm,17引脚封装。(例如:PI2121,PI2123,PI2125)使用PicorLGA封装产品的电路板设计建议及表贴安装指南Picor公司•第5页A:输入/输出焊垫(第6-14引脚),由镀铜范围定义B:功率焊垫(第1-5,15-17引脚),由焊阻范围定义C:内部巧率焊垫由焊阻范围定义(8个位置)图9–5x7mm,25引脚封装.(例如:PI2122)使用PicorLGA封装产品的电路板设计建议及表贴安装指南Picor公司•第6页Vicor全面的电源方案包括高密度AC-DC及DC-DC转换器，配套组件，配置式AC-DC及DC-DC电源和完整的定制式电源。书中所载的资料都是经Vicor审核及认为正确的。但Vicor对有关应用不负任何责任。Vicor产品并非应用在以下范围：如因仪器失效或错误操作危害人生安全的生命支持系统。有关细则需依据Vicor的销售条款。数据如有更改，不另通知。