QFN (Quad Flat No leads,四方平面無引腳封裝)在現(xiàn)今電子加工業(yè)界的IC封裝當(dāng)中似乎有越來越普遍的趨勢(shì),QFN的優(yōu)點(diǎn)是體積小,足以媲美CSP(Chip Scale Package)封裝,而且成本也相對(duì)便宜,IC的生產(chǎn)制程良率也蠻高的,還能為高速和電源管理電路提供較佳的共面性以及散熱能力等優(yōu)點(diǎn)。 此外,QFN封裝不必從四側(cè)引出接腳,因此電氣效能更勝引線封裝必須從側(cè)面引出多接腳的SO等傳統(tǒng)封裝 IC。
盡管 QFN 有這么多的封裝及使用上的優(yōu)點(diǎn),但它卻給電路板組裝廠帶來不少的焊接質(zhì)量沖擊,因?yàn)?QFN 的無引腳設(shè)計(jì),一般很難從其外觀的焊錫點(diǎn)來判斷其焊錫性是否良好,雖然 QFN 的封裝側(cè)面仍留有焊腳,但有些 IC 封裝業(yè)者只是把 Leaf frame(導(dǎo)線架)切斷露出其切斷面,并沒有再加以電鍍處理,所以基本上吃錫就不太容易, 再加上保存一段時(shí)間后切斷面容易氧化,更造成側(cè)面上錫的困難。
1、QFN 的側(cè)面焊腳為導(dǎo)線架(lead frame)的切斷面,并無電鍍層。
也就是說QFN的焊接其實(shí)可以不用管側(cè)邊的焊接狀況,只要確保QFN焊腳底部及正底部的散熱片位置真正的吃錫部份就可以了。 QFN底部焊腳的吃錫其實(shí)可以想象成 BGA,所以建議應(yīng)該可以參考 IPC-A-610D, Section 8.2.12 Plastic BGA 的標(biāo)準(zhǔn),至于中間接地焊墊的吃錫可能得視各家的設(shè)計(jì)而定。
2、QFN側(cè)邊焊腳吃錫雖然不好,但因?yàn)槠涞酌娉藻a良好,所以電氣特性仍然良好。
3、QFN側(cè)邊焊腳吃錫良好。
就如同 BGA 的焊錫檢查標(biāo)準(zhǔn),目前 QFN 的焊錫檢查除了用電測 (In-Circuit-Test 、 Function Test) 來偵測其功能之外,一般也會(huì)佐以光學(xué)儀器或 X-ray 來檢查其焊錫的開、短路不良現(xiàn)象。 老實(shí)說 X-Ray 的等級(jí)不夠好的話,還真的不是很容易檢查出來 QFN 的焊錫問題。 如果無論如何還是找出焊錫性的問題,最后只能使用切片(Micro-section)或 用滲透染紅試驗(yàn) (Red Dye Penetration Test)查看BGA焊錫等破壞性實(shí)驗(yàn)來檢查。
4、使用 X-Ray 檢查 QFN 焊錫。
5、使用 X-Ray 檢查 QFN 焊錫,疑似焊接不良。
QFN 空焊的可能解決方法
當(dāng)發(fā)現(xiàn) QFN 空焊時(shí)應(yīng)該先澄清是否為零件氧化問題,可以把零件拿去作一下沾錫性實(shí)驗(yàn)來作確認(rèn),再來要判斷是否有固定焊腳空焊的問題,一般接地腳比較容易產(chǎn)生空焊,可以考慮變更電路板的布線設(shè)計(jì),在電路板的線路(trace)上增加熱阻(thermal relief)墊來減少焊腳大面積直接接地的比率,這樣可以延緩熱量散失的速度。 (所謂「熱阻」就是把接地的線路寬度縮小,讓熱能不要馬上傳導(dǎo)到整片的接地大銅片。)
也可以試著調(diào)整爐溫(reflow profile),或改為斜升式回流焊曲線(slumping type)以減少錫膏在預(yù)熱時(shí)吸收過多熱量的問題。
曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)有 QFN 底部中間的接地焊墊上印刷過多錫膏,當(dāng)零件流過回流焊時(shí)造成零件浮起形成空焊的問題,這時(shí)候可以考慮將 QFN 底部中間的接地焊墊印刷成「田」字型會(huì)比整片印刷要來得好,過回流焊時(shí)也較不會(huì)因錫膏全部熔融成一團(tuán)而造成零件浮動(dòng)的情形。
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另外電路板的焊墊上盡量不要有導(dǎo)通孔(vias),中間散熱接地墊上的通孔(vias)也要盡量塞孔,否則容易影響焊錫量及氣泡的產(chǎn)生,嚴(yán)重的還可能導(dǎo)至焊接不良。
6、通孔(vias)塞孔
加「氮?dú)狻故欠窨梢杂行г黾?QFN 的良率? 我只能說見仁見智,氮?dú)馐强梢苑乐沽慵趸芊窈干?QFN 的側(cè)面焊腳,還是有待觀察,況且加氮?dú)鈺?huì)增加成本,還是擺在最后再考慮就好了。
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