【歷久彌新，震撼升級(jí)】ZLG推出Cortex-A7系列核心板LGA封裝版本
[導(dǎo)讀]為了滿(mǎn)足用戶(hù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的工藝需求，ZLG推出了多種存儲(chǔ)配置的LGA封裝Cortex-A7系列核心板。本文對(duì)比了不同封裝的核心板的優(yōu)劣勢(shì)和適用場(chǎng)景，同時(shí)針對(duì)LGA封裝版本給出了焊接工藝的指導(dǎo)建議。??前言由于當(dāng)前Cortex-A8和ARM9系列平臺(tái)產(chǎn)品供應(yīng)形勢(shì)比較緊張，所以ZLG...
為了滿(mǎn)足用戶(hù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的工藝需求，ZLG推出了多種存儲(chǔ)配置的LGA封裝Cortex-A7系列核心板。本文對(duì)比了不同封裝的核心板的優(yōu)劣勢(shì)和適用場(chǎng)景，同時(shí)針對(duì)LGA封裝版本給出了焊接工藝的指導(dǎo)建議。
??前言由于當(dāng)前Cortex-A8和ARM9系列平臺(tái)產(chǎn)品供應(yīng)形勢(shì)比較緊張，所以ZLG建議用戶(hù)考慮使用供應(yīng)狀況良好的Cortex-A7平臺(tái)替換ARM9和A8平臺(tái)方案。為此，ZLG還針對(duì)用戶(hù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的工藝需求，發(fā)布了多種不同存儲(chǔ)配置的LGA封裝A7核心板。本文先介紹了幾種型號(hào)的LGA封裝A7核心板，然后對(duì)比了連接器封裝與LGA封裝核心板各自的優(yōu)劣勢(shì)和適用場(chǎng)景，最后針對(duì)LGA封裝版本給出了焊接工藝的指導(dǎo)建議。
??A7核心板LGA版本型號(hào)補(bǔ)充高性能低功耗的800MHz主頻Cortex-A7核心板一直是ZLG致遠(yuǎn)電子的熱銷(xiāo)產(chǎn)品，受到業(yè)界廣泛好評(píng)。相對(duì)于ARM9平臺(tái)的核心板，其資源更豐富，性能更強(qiáng)大；相對(duì)于A8平臺(tái)核心板，總體性能相匹敵，價(jià)格更便宜。Cortex-A7核心板可實(shí)現(xiàn)ARM9，A8等中低端平臺(tái)方案的全線覆蓋。Cortex-A7核心板主頻高達(dá)800MHz，集成了DDR3、NandFlash、Wi-Fi、藍(lán)牙、zigbee、NFC、硬件看門(mén)狗等外設(shè)。同時(shí)系列產(chǎn)品自帶8路UART、2路USB OTG、最高2路CAN-bus、2路以太網(wǎng)等十分強(qiáng)大的工業(yè)控制通訊接口。該系列核心板被廣泛應(yīng)用于一系列科技含量高的應(yīng)用，如智能網(wǎng)關(guān)、工業(yè)4.0、手持機(jī)、掃描儀以及便攜式醫(yī)療設(shè)備等。考慮到Cortex-A7核心板應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，不同應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)核心板的焊接工藝和可靠性要求不完全相同，傳統(tǒng)的連接器封裝和郵票孔封裝技術(shù)可能不滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)要求。因此，致遠(yuǎn)電子針對(duì)Cortex-A7核心板在經(jīng)典款板對(duì)板連接器封裝的基礎(chǔ)上，推出了全新款LGA（Land Grid Array，LGA）封裝版本核心板，產(chǎn)品圖片如下圖所示。目前,LGA封裝的核心板主要有以下幾個(gè)型號(hào)：
??LGA封裝形式的優(yōu)劣勢(shì)分析核心板的封裝關(guān)系到未來(lái)產(chǎn)品的生產(chǎn)便利性、生產(chǎn)成品率、現(xiàn)場(chǎng)試用的穩(wěn)定性、現(xiàn)場(chǎng)試用的壽命、故障品故障排查定位便利性等等方面。隨著LGA封裝版本核心板的正式發(fā)布，ZLG致遠(yuǎn)電子可以為用戶(hù)提供板對(duì)板連接器和LGA封裝這兩種種封裝類(lèi)型的核心板。考慮電路板研發(fā)進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)的可控性，使用比較成熟的核心板來(lái)促進(jìn)項(xiàng)目的開(kāi)展和實(shí)施已經(jīng)是大多數(shù)工程師的首選。那么在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，核心板的封裝應(yīng)該如何選擇?各種封裝有什么優(yōu)缺點(diǎn)?針對(duì)以上問(wèn)題，我們做了歸納和總結(jié)，如下表所示。總得說(shuō)來(lái)，相對(duì)于常規(guī)的連接器版本而言，LGA封裝技術(shù)可以做到體積更小，質(zhì)量更輕，安裝密度更大，費(fèi)用更低，同時(shí)極其適用于在一些濕熱和化工環(huán)境下，需要對(duì)核心板刷三防漆的場(chǎng)景。多種多樣的核心板封裝工藝，可以完美適配用戶(hù)不同的制造工藝要求。
??焊接指導(dǎo)建議LGA在基板底制作有焊盤(pán)陳列，以表面貼裝的方式使用，如下圖所示。LGA封裝可以直接上錫裝在PCB上，也可以通過(guò)LGA插座連接，在采用這樣的連接方式后，芯片與PCB的距離得以顯著縮短，使得LGA封裝的電氣性能更加優(yōu)異。正是因?yàn)長(zhǎng)GA封裝擁有更為優(yōu)秀的特性，使得當(dāng)今各種高密度的CPU、FPGA、DSP等芯片都紛紛轉(zhuǎn)向LGA封裝，毫無(wú)疑問(wèn)，LGA封裝已經(jīng)成為一種主流的封裝形式。然而，對(duì)于LGA等這種封裝底部間隙非常小的元器件，在回流焊接時(shí)，熔融的焊膏被擠到元件底部，較容易凝結(jié)成錫珠，因此焊接后短路，錫珠氣孔開(kāi)路的情況也比較常見(jiàn)。其作用機(jī)理為元件貼裝后在元件下形成毛細(xì)管間隙，由于毛細(xì)管力和助劑的擴(kuò)散特點(diǎn)滲入毛細(xì)管間隙，一些焊料顆粒隨著助焊劑流滲到毛細(xì)管中。具體的解決措施如下：
ZLG致遠(yuǎn)電子官方新媒體平臺(tái)
??前言由于當(dāng)前Cortex-A8和ARM9系列平臺(tái)產(chǎn)品供應(yīng)形勢(shì)比較緊張，所以ZLG建議用戶(hù)考慮使用供應(yīng)狀況良好的Cortex-A7平臺(tái)替換ARM9和A8平臺(tái)方案。為此，ZLG還針對(duì)用戶(hù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的工藝需求，發(fā)布了多種不同存儲(chǔ)配置的LGA封裝A7核心板。本文先介紹了幾種型號(hào)的LGA封裝A7核心板，然后對(duì)比了連接器封裝與LGA封裝核心板各自的優(yōu)劣勢(shì)和適用場(chǎng)景，最后針對(duì)LGA封裝版本給出了焊接工藝的指導(dǎo)建議。
??A7核心板LGA版本型號(hào)補(bǔ)充高性能低功耗的800MHz主頻Cortex-A7核心板一直是ZLG致遠(yuǎn)電子的熱銷(xiāo)產(chǎn)品，受到業(yè)界廣泛好評(píng)。相對(duì)于ARM9平臺(tái)的核心板，其資源更豐富，性能更強(qiáng)大；相對(duì)于A8平臺(tái)核心板，總體性能相匹敵，價(jià)格更便宜。Cortex-A7核心板可實(shí)現(xiàn)ARM9，A8等中低端平臺(tái)方案的全線覆蓋。Cortex-A7核心板主頻高達(dá)800MHz，集成了DDR3、NandFlash、Wi-Fi、藍(lán)牙、zigbee、NFC、硬件看門(mén)狗等外設(shè)。同時(shí)系列產(chǎn)品自帶8路UART、2路USB OTG、最高2路CAN-bus、2路以太網(wǎng)等十分強(qiáng)大的工業(yè)控制通訊接口。該系列核心板被廣泛應(yīng)用于一系列科技含量高的應(yīng)用，如智能網(wǎng)關(guān)、工業(yè)4.0、手持機(jī)、掃描儀以及便攜式醫(yī)療設(shè)備等。考慮到Cortex-A7核心板應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，不同應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)核心板的焊接工藝和可靠性要求不完全相同，傳統(tǒng)的連接器封裝和郵票孔封裝技術(shù)可能不滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)要求。因此，致遠(yuǎn)電子針對(duì)Cortex-A7核心板在經(jīng)典款板對(duì)板連接器封裝的基礎(chǔ)上，推出了全新款LGA（Land Grid Array，LGA）封裝版本核心板，產(chǎn)品圖片如下圖所示。目前,LGA封裝的核心板主要有以下幾個(gè)型號(hào)：
??LGA封裝形式的優(yōu)劣勢(shì)分析核心板的封裝關(guān)系到未來(lái)產(chǎn)品的生產(chǎn)便利性、生產(chǎn)成品率、現(xiàn)場(chǎng)試用的穩(wěn)定性、現(xiàn)場(chǎng)試用的壽命、故障品故障排查定位便利性等等方面。隨著LGA封裝版本核心板的正式發(fā)布，ZLG致遠(yuǎn)電子可以為用戶(hù)提供板對(duì)板連接器和LGA封裝這兩種種封裝類(lèi)型的核心板。考慮電路板研發(fā)進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)的可控性，使用比較成熟的核心板來(lái)促進(jìn)項(xiàng)目的開(kāi)展和實(shí)施已經(jīng)是大多數(shù)工程師的首選。那么在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，核心板的封裝應(yīng)該如何選擇?各種封裝有什么優(yōu)缺點(diǎn)?針對(duì)以上問(wèn)題，我們做了歸納和總結(jié)，如下表所示。總得說(shuō)來(lái)，相對(duì)于常規(guī)的連接器版本而言，LGA封裝技術(shù)可以做到體積更小，質(zhì)量更輕，安裝密度更大，費(fèi)用更低，同時(shí)極其適用于在一些濕熱和化工環(huán)境下，需要對(duì)核心板刷三防漆的場(chǎng)景。多種多樣的核心板封裝工藝，可以完美適配用戶(hù)不同的制造工藝要求。
??焊接指導(dǎo)建議LGA在基板底制作有焊盤(pán)陳列，以表面貼裝的方式使用，如下圖所示。LGA封裝可以直接上錫裝在PCB上，也可以通過(guò)LGA插座連接，在采用這樣的連接方式后，芯片與PCB的距離得以顯著縮短，使得LGA封裝的電氣性能更加優(yōu)異。正是因?yàn)長(zhǎng)GA封裝擁有更為優(yōu)秀的特性，使得當(dāng)今各種高密度的CPU、FPGA、DSP等芯片都紛紛轉(zhuǎn)向LGA封裝，毫無(wú)疑問(wèn)，LGA封裝已經(jīng)成為一種主流的封裝形式。然而，對(duì)于LGA等這種封裝底部間隙非常小的元器件，在回流焊接時(shí)，熔融的焊膏被擠到元件底部，較容易凝結(jié)成錫珠，因此焊接后短路，錫珠氣孔開(kāi)路的情況也比較常見(jiàn)。其作用機(jī)理為元件貼裝后在元件下形成毛細(xì)管間隙，由于毛細(xì)管力和助劑的擴(kuò)散特點(diǎn)滲入毛細(xì)管間隙，一些焊料顆粒隨著助焊劑流滲到毛細(xì)管中。具體的解決措施如下：
- 標(biāo)準(zhǔn)化焊膏噴印量：對(duì)于噴印工藝而言，由于其焊膏體系的特性與印刷焊膏有明顯不同。針對(duì)不同封裝類(lèi)型的元器件，一方面是通過(guò)可制造性設(shè)計(jì)分析，促進(jìn)設(shè)計(jì)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，為批量生產(chǎn)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；第二方面，規(guī)范設(shè)計(jì)后，噴印參數(shù)即可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)封裝同樣建立參數(shù)庫(kù)，解決所有產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置問(wèn)題。
- 控制車(chē)間濕度：基于噴印工藝的噴印焊膏的助焊劑系統(tǒng)對(duì)空氣濕度尤為敏感，對(duì)車(chē)間濕度的控制要求更高。采用噴印工藝時(shí)，要求車(chē)間濕度最好控制在50%RH以下。
- 其他改進(jìn)措施：由于噴印焊膏助焊劑含量偏多，且焊膏噴印后堆疊的形狀與印刷工藝的不同，因此，可適當(dāng)減小貼裝壓力以較少錫珠、橋連缺陷的產(chǎn)生。
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