QFN封裝考慮

時間：2022-02-20 08:12:01 | 來源：信息時代

時間：2022-02-20 08:12:01 來源：信息時代

建議使用NSMD阻焊層，阻焊層開口應(yīng)比焊盤開口大120μm～150μm，即焊盤銅箔到阻焊層的間隙有60μm～75μm，這樣允許阻焊層有一個制造公差，通常這個公差在50μm～65μm之間，當引腳間距小于0.5mm時，引腳之間的阻焊可以省略。

網(wǎng)板設(shè)計

能否得到完美、可靠的焊點，印刷網(wǎng)板設(shè)計是關(guān)鍵的第一步。四周焊盤網(wǎng)板開口尺寸和網(wǎng)板厚度的選取有直接的關(guān)系，一般較厚的網(wǎng)板可以采用開口尺寸略小于焊盤尺寸的設(shè)計，而較薄的網(wǎng)板開口尺寸可設(shè)計到1：1。推薦使用激光制作開口并經(jīng)過電拋光處理的網(wǎng)板。

（1）周邊焊盤的網(wǎng)板設(shè)計

網(wǎng)板的厚度決定了印刷在PCB上的焊膏量，太多的焊膏將會導(dǎo)致回流焊接時橋連。所以建議0.5mm間距的QFN封裝使用0.12mm厚度的網(wǎng)板，0.65mm間距的QFN封裝使用0.15mm厚度的網(wǎng)板，建議網(wǎng)板開口尺寸可適當比焊盤小一些，以減少焊接橋連的發(fā)生，如圖5所示。（2）散熱焊盤的網(wǎng)板設(shè)計

圖5amp

當芯片底部的暴露焊盤和PCB上的熱焊盤進行焊接時，由于熱過孔和大尺寸焊盤中的氣體將會向外溢出，產(chǎn)生一定的氣體孔，如果焊膏面積太大，會產(chǎn)生各種缺陷（如濺射、焊球等），但是，消除這些氣孔幾乎是不可能的，只有將氣孔減小到最低量。因此，在熱焊盤區(qū)域網(wǎng)板設(shè)計時，要經(jīng)過仔細考慮，建議在該區(qū)域開多個小的開口，而不是一個大開口，典型值為50%～80%的焊膏覆蓋量，如圖5所示。實踐證明，50μm的焊點厚度對改善板級可靠性很有幫助，為了達到這一厚度，建議對于底部填充熱過孔設(shè)計焊膏厚度至少應(yīng)在50%以上；對于貫通孔，覆蓋率至少應(yīng)在75%以上。

QFN焊點的檢測與返修

（1）焊點的檢測

由于QFN的焊點是在封裝體的下方，并且厚度較薄，X－ray對QFN焊點少錫和開路無法檢測，只能依靠外部的焊點情況盡可能地加以判斷，但目前有關(guān)QFN焊點側(cè)面部分缺陷的斷定標準尚未在IPC標準中出現(xiàn)。在暫時沒有更多方法的情況下，將會更多倚賴生產(chǎn)后段的測試工位來判斷焊接的好壞。

從圖6中的X－ray圖像可見，側(cè)面部分的差別是明顯的，但真正影響到焊點性能的底面部分的圖像則是相同的，所以這就給X－ray檢測判斷帶來了問題。用電烙鐵加錫，增加的只是側(cè)面部分，對底面部分到底有多大影響，X－ray仍無法判斷。就焊點外觀局部放大的照片來看，側(cè)面部分仍有明顯的填充部分。

圖6amp

（2）返修

對QFN的返修，因焊接點完全處在元件封裝的底部，橋接、開路、錫球等任何的缺陷都需要將元件移開，因此與BGA的返修多少有些相似。QFN體積小、重量輕、且它們又是被使用在高密度的裝配板上，使得返修的難度又大于BGA。當前，QFN返修仍舊是整個表面貼裝工藝中急待發(fā)展和提高的一環(huán)，尤其須使用焊膏在QFN和印制板間形成可靠的電氣和機械連接，確實有一些難度。目前比較可行的涂敷焊膏方法有三種：一是傳統(tǒng)的在PCB上用維修小絲網(wǎng)印刷焊膏，二是在高密度裝配板的焊盤上點焊膏（如圖8）；三是將焊膏直接印刷在元件的焊盤上。上述方法都需要非常熟練的返修工人來完成這項任務(wù)。返修設(shè)備的選擇也是非常重要的，對QFN既要有非常好的焊接效果，又須防止因熱風(fēng)量太大將元件吹掉。

圖7amp

QFN的PCB焊盤設(shè)計應(yīng)遵循IPC的總原則，熱焊盤的設(shè)計是關(guān)鍵，它起著熱傳導(dǎo)的作用，不要用阻焊層覆蓋，但過孔的設(shè)計最好阻焊。對熱焊盤的網(wǎng)板設(shè)計時，一定考慮焊膏的釋放量在50%～80

圖8amp

%范圍內(nèi)，究竟多少為宜，與過孔的阻焊層有關(guān)，焊接時的過孔不可避免，調(diào)整好溫度曲線，使氣孔減至最小。QFN封裝是一種新型封裝，無論是從PCB設(shè)計、工藝還是檢測返修等方面都需要我們做更深入的研究。

QFN封裝（方形扁平無引腳封裝）具有良好的電和熱性能、體積小、重量輕、其應(yīng)用正在快速增長，采用微型引線框架的QFN封裝稱為MLF封裝（微引線框架）。QFN封裝和CSP（芯片尺寸封裝）有些相似，但元件底部沒有焊球，與PCB的電氣和機械連接是通過PCB焊盤上印刷焊膏、過回流焊形成的焊點來實現(xiàn)的。