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使用 Picor LGA 封装产品的电路板设计建议及表贴安装指南
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
LGA SIP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 Picor LGA 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。
典型的
清空边界。
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。
5 × 7mm LGA
受体
PCB
图
1 -
布局. 预留重焊时的
决定引脚位置
图 1 是一个典型的 5 × 7mm LGA 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 package pad 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。
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设计建议及表贴安装指南
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
PCB
基片连在一起的金属引脚的4边。“尾”是指在元件底部的
; “头”
缘边
”(heel), “头”(toe)及 “边”(sides)
是指露出元件体的一边。“边”是连接“头”和“尾”的边线。
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是用来描述与
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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 Picor LGA 产品数据表。
图
3 -
阻焊定义的
LGA
边缘功率焊垫
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。
图
4 -
阻焊定义的
LGA
内部功率焊垫
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。
图
5 –
盲孔及通孔结构建议(图示尺寸是最低值)
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 × 7mm LGA 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/JEDEC J-STD-020C
标准 (2004 年 7 月) 。图 7 是无铅回流焊的标准。5 x 7
mm LGA 封装同时符合有铅回流焊标准。
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平均升温速度
(TS
MAX
- 最低温度 (Ts
- 最高温度 (Ts
- 时间 (ts
- 温度 (TL)
- 时间 (t
峰值 / 级别温度 (TP)
于峰值温度(tP)相差 5 °C 范围内
的维持时间
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
特性 无铅焊接
至 TP)
3 °C / 秒 (最高)
预热
)
MIN
)
MAX
MIN
至 ts
MAX
)
维持时间
)
L
150 °C
200 °C
60 – 180 秒
217 °C
60 – 150 秒
260 °C +0/-5 °C
20 – 40 秒
LGA 重焊指南
5 × 7mm LGA 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
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Picor 5 x 7 mm LGA 封装
Picor 的 5 × 7 mm LGA 封装按照行业标准的 0.8mm 间距微型导线框 (MLCC Micro Leadframe Chip Carrier) 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 - 5 x 7 mm, 17
引脚封装。(例如
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:PI2121, PI2123, PI2125)
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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 – 5 x 7 mm, 25
引脚封装
. (
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例如
:PI2122)
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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。
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