工業(yè)核心板的封裝應該如何選擇？

　　工業(yè)項目進行中，考慮電路板研發(fā)進度和風險的可控性，使用比較成熟的核心板來促進項目的開展和實施已經是大多數(shù)工程師的首選。那么核心板和底板之間的連接方式，也就是核心板的封裝應該如何選擇?各種封裝有什么優(yōu)缺點?以及選擇之后使用過程中有哪些注意事項?今天我們就來談一下這些問題。

　　核心板是將MINI PC的核心功能打包封裝的一塊電子主板。大多數(shù)核心板集成了CPU，存儲設備和引腳，通過引腳與配套底板連接在一起。因為核心板集成了核心的通用功能，所以它具有一塊核心板可以定制各種不同的底板的通用性，這大大提高了單片機的開發(fā)效率。因為核心板作為一塊獨立的模塊分離出來，所以也降低了開發(fā)的難度，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性。尤其在緊急和重要的項目中，從IC級研發(fā)存在著高速硬件和底層驅動開發(fā)時間和開發(fā)風險的不確定性，使用核心板作為主控就是首選。

　　當然由于核心板參數(shù)眾多和本文篇幅所限，我們這次只談核心板的封裝。核心板的封裝關系到未來產品的生產便利性、生產成品率、現(xiàn)場試用的穩(wěn)定性、現(xiàn)場試用的壽命、故障品故障排查定位便利性等等方面。下面我們探討一下2種常用的核心板封裝形式。

　　一、郵票孔型封裝

　　郵票孔型封裝以其類似IC的外觀、可以使用類似IC的焊接和固定方式受到電子工程師的喜愛。所以在市面上很多款式的核心板采用此種封裝。郵票孔封裝樣式舉例如圖1：

　　圖1 郵票孔封裝樣式舉例

　　從上圖可以看出郵票孔封裝樣式的核心板薄如郵票，邊緣焊接引腳很像郵票的邊緣，因此而得名。該類型封裝由于和底板的連接固定方式為焊接，所以非常牢固，也及其適用于高度潮濕和高度震動的使用現(xiàn)場。

　　比如海島項目、煤礦項目、食品加工廠項目，這幾類使用場合具有高溫、高濕、高腐蝕的特點，郵票孔以其連接點焊接的穩(wěn)固方式而特別適用于這幾類項目場合。

　　當然郵票孔封裝也尤其固有的一些限制或者缺點，比如：生產焊接成品率低、不適合多次回爐焊接、維修拆卸更換不便等等。筆者遇到過的問題就非常多：由于郵票孔核心板翹曲導致的貼片機焊接不良率偏高、由于焊接廠把核心板貼到背面進行二次回爐焊接導致的主CPU松動、由于維修拆卸導致底板焊盤掉落報廢等等。

　　所以如果確實因為使用場合要求而必須要選擇郵票孔封裝時，需要注意的問題有：采用全手工焊接來保證焊接產品率、采用機器焊接時切忌最后一次過爐貼核心板、做好報廢率高的準備。尤其最后一點要特別說明一下，因為大多選擇郵票孔核心板是為了獲得產品到現(xiàn)場后的極地返修率，所以必須要接受郵票孔封裝的種種生產和維修不便，必須要接受報廢率和總體成本較高的特點。

　　二、精密板對板連接器封裝

　　如果實在接受不了郵票孔封裝帶來的生產和維修的不便，也許精密板對板連接器封裝是一種比較好的選擇。此種封裝采用公座母座對插形式，生產過程核心板不需要焊接，插入即可;維修過程方便插出更換;故障排查可以更換核心板對比。所以該封裝也被眾多產品采用，該封裝的樣式如下圖：

　　圖 2 板對板連接器封裝樣式

　　從上圖可以看出，該種封裝可以拔插，方便生產和維修更換。而且該封裝由于引腳密度高，在很小的尺寸內即可引出較多引腳，所以該類型封裝的核心板體積小巧。方便嵌入到產品尺寸受限的產品中，例如路側視頻樁、手持抄表器等。

　　當然也是由于引腳密度比較高，導致底板的母座焊接時難度稍高，尤其是產品的樣品階段，工程師進行手工焊接的時候，已經有多位工程師朋友在該種封裝的手工焊接過程中抓狂。有些朋友是焊接時把母座塑膠融化、有些是焊接時由于引腳密度太高導致一片引腳集體粘連、有些是看似焊接完美但實測引腳一片短路。

　　基于該封裝的母座焊接難度偏高，所以即使樣品階段也最好請專業(yè)焊接人員焊接，或者貼片機焊接。如果確實無條件機器焊接，這里也提供一種焊接成功率比較高的手工焊接步驟：

　　1、在焊盤上均勻涂滿焊錫(注意不能太多，太多焊錫會把母座墊高，也不能太少，太少了會導致虛焊);

　　2、把母座對準焊盤(注意采購母座時選用有固定柱的母座，方便對準);

　　3、使用烙鐵逐個按壓每一個引腳，達到焊接目的(注意是單獨按壓，主要是確保各個引腳不會短路，而且又達到焊接目的)。

　　總結一下以上分析，列表對兩種封裝進行對比如下表。

　　表1 兩種封裝對比