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(也可以看作引线框架)是一体化的,具体封装名称很多,但实际上是两大类,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)等等。
当前,高可靠性要求的影像模块器件(CIS)、航空、航天、航海、动车、汽车、室外LED照明、太阳能及军工企业,以及智能终端上的各种电子产品,电路板上的BTC应用非常广泛,比如焊球阵列器件(BGA/CSP/WLP/POP)及QFN/LLP等特殊器件,都面临着微小型化的趋势,以及许多其他汽车和工业应用。设计师发现在小尺寸的封装和面积很小的PCB中使用BTC有很大好处。
我们都非常熟悉球栅阵列封装(BGA)。从物理结构上看,BTC 和 BGA 有微小差异,这使得 BTC 和 BGA 在成本、设计、组装和返工等所有方面都不一样。BTC就像是没有焊锡球的 BGA 。它具有优异的电气性能和热特性,而且是一种非常耐用的封装,在处理过程中不必担心会损坏引脚。BTC最有吸引力的地方就是它的的价格。这也是它为什么能够在手机和其他移动产品这类大批量产品中得到广泛使用的原因。
由于 BTC 没有引线,因此有许多优点,诸如封装的尺寸更小,优异的电气(即电阻、电容、电感)性能。此外,由于 BTC 封装产生的热量是直接传导到 PCB 的热路径(热从硅晶粒到硅晶粒到铜焊盘再到PCB),他们还具有优异的热性能。最重要的是,BTC 封装和标准的 SMT 工艺兼容(与微间距 QFP 中的热路径一样,没有特殊的中间环节)。
当然,任何一种封装类型都有缺点,BTC 也不例外。其最显著的问题是BTC的终端不具良好的可焊接性。BTC 的焊端为面,与PCB 加工焊盘形成的焊点为“面-面”链接。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:一是封装体和 PCB 加工之间间隙过小,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。
BTC 另一个主要问题是封装的平整度和共面性。这些封装要求极高,封装和PCB 必须完全平整,焊锡的用量也必须恰到好处,如果达不到这些条件,要么由于焊膏不够多而出现开路,要么因为焊膏太多而出现大量焊锡空洞和桥连。
此外,由于封装终端没有突出到封装的外面,因此视觉检查和验证焊锡的界面都很困难。鉴于这种封装对组装、检查和返工都提出许多更高的要求,这意味着这种低成本的封装可能不会马上降低组装的整体成本。
文章来源:《SMT China 表面组装技术杂志》
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