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IEC 61837-1:2012 规定了用于电子设备的SMD封装SAW滤波器的标准外形。该标准定义了一系列标准化SAW滤波器封装尺寸的封装体尺寸、端子位置和推荐PCB焊盘图案。这些封装包括移动通信、无线基础设施和消费RF应用中广泛使用的3.0 mm × 3.0 mm、3.8 mm × 3.8 mm、5.0 mm × 5.0 mm和7.0 mm × 5.0 mm封装规格。标准涵盖了从6引脚到20引脚的端子配置,定义了确保不同制造商SAW滤波器之间机械互换性的端子编号、间距和尺寸。这种标准化对于第二供应商采购、自动化装配和高产量PCB生产中的可靠焊点形成至关重要。
该标准为每种SAW滤波器封装尺寸规定了精确的封装体尺寸和公差。这些尺寸对于确保PCB装配过程中的正确配合以及与贴片设备的兼容性至关重要。所有尺寸以毫米为单位,并定义了公差等级。
| 封装代码 | 本体尺寸 (mm) | 最大高度 (mm) | 引脚数 | 引脚间距 (mm) | 常见应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| DCC6C | 3.0 × 3.0 | 1.4 | 6 | 1.0 | 手机RF前端 |
| DCC8C | 3.8 × 3.8 | 1.5 | 6 | 1.5 | WCDMA/LTE双工器 |
| QCC8C | 5.0 × 5.0 | 1.5 | 8 | 1.27 | WiFi/BT滤波器组 |
| QCC12C | 5.0 × 5.0 | 1.5 | 12 | 0.8 | 多频段RF模块 |
| QCC16C | 7.0 × 5.0 | 1.6 | 16 | 0.65 | 高级RF前端模块 |
| QCC20C | 7.0 × 5.0 | 1.6 | 20 | 0.5 | 复杂多滤波器模块 |
该标准规定了一致的端子编号惯例。引脚1通过封装的倒角或标记角标识,后续端子从封装顶部视角按逆时针方向编号。端子尺寸公差严格——端子宽度通常为±0.1 mm,端子长度为±0.15 mm。标准规定端子共面度最大偏差为0.1 mm,以确保回流焊过程中的可靠焊接。对于具有中心接地焊盘的封装(常见于RF应用),中心焊盘尺寸和间隙区域也做了规定,以保持一致的RF接地性能和热耗散能力。
该标准为每种封装外形提供了推荐的焊盘图案。这些图案规定了铜焊盘尺寸、阻焊开窗和钢网开孔设计,以优化焊点成型。焊盘图案设计可适应典型的PCB制造公差和锡膏印刷变异。关键参数包括焊盘宽度和长度——超出端子尺寸约0.2-0.3 mm以形成焊脚,具体尺寸因封装类型而异。建议细间距封装采用阻焊层限定焊盘以防止锡桥,而较大端子则采用非阻焊层限定焊盘以提高焊盘附着力。
该标准涉及SAW滤波器封装必须满足的机械和环境要求,以确保在目标应用环境中的可靠运行。这些规范涵盖可焊性、耐焊接热性、机械应力下的封装完整性以及环境耐久性。
| 测试参数 | 条件 | 要求 | 适用封装 |
|---|---|---|---|
| 可焊性 | 浸入目检,235 °C,5 s | 焊料覆盖 ≥95 % | 所有SMD封装 |
| 耐焊接热 | 回流焊260 °C峰值,3次循环 | 无封装开裂,Δ滤波器< ±2 MHz | 所有无铅兼容 |
| 剪切测试 | 最小力5 N | 端子无剥离 | 所有封装 |
| 温度循环 | -40 °C 至 +85 °C,100次循环 | Δ插入损耗 < ±0.5 dB | 所有封装 |
| 稳态湿热 | 40 °C,93 % RH,56天 | 绝缘电阻 > 100 MΩ | 所有封装 |
| 振动 | 10-2000 Hz,20 g,3轴 | 无间歇接触 | 汽车和工业 |
该标准认可了用于SAW滤波器的不断发展的封装技术。采用LTCC(低温共烧陶瓷)结构的陶瓷多层封装因其密封封装能力和稳定的RF性能而广泛使用。这些封装的热膨胀系数约为6-8 ppm/°C,与SAW芯片材料良好匹配。对于成本敏感的应用,也涉及塑封成型封装,但这需要额外考虑湿敏等级处理和模塑料与SAW芯片表面之间潜在的压电相互作用。封装结构必须在SAW芯片和外部机械应力之间提供声隔离,因为封装引起的应力会导致5-20 ppm的杂散谐振和频率偏移。
该标准引用了SAW滤波器封装的湿敏等级分类。陶瓷密封封装通常达到MSL 1(无限地板寿命),而塑封封装可能需要MSL 3(168小时地板寿命)处理。对于超出地板寿命暴露的封装,规定了回流焊前的烘烤要求。标准还提供了自动装配用编带包装的指导,包括卷盘尺寸、带间距和覆盖带剥离强度规格。
IEC 61837-1 仅定义封装外形。电气性能要求和测试方法在IEC 60862-1、IEC 60862-2和IEC 61019系列中规定。所有这些标准共同提供了SAW器件的完整规范框架。
对于相同封装代码,机械互换性是有保证的——尺寸和端子位置已标准化。然而,电气互换性取决于应用的具体滤波器频率响应、阻抗特性和功率处理要求。相同封装的不同SAW滤波器可能具有不同的输入/输出阻抗或工作在不同的中心频率。
封装尺寸选择取决于滤波器通道数量、通道间隔离要求、功率处理和PCB空间限制。对于单频段手机RF前端,DCC6C(3×3 mm)是典型选择。对于需要在单个封装中包含多个滤波器的多频段模块,QCC16C或QCC20C(7×5 mm)封装提供所需的端子数量。更高频率的滤波器(>3 GHz)通常使用更小的封装以最小化寄生效应。
关键布局考虑包括:(1)确保器件下方有实心接地层,具有足够的过孔实现低电感接地;(2)为输入/输出走线维持受控阻抗(通常为50Ω);(3)在输入和输出走线之间提供足够的隔离以防止反馈耦合;(4)避免共享长的接地返回路径,这会产生共阻抗耦合;(5)将有源SAW滤波器模块的旁路电容器放置在靠近偏置端子的位置。