
QFN)(Quad Flat Noleads,方形无钉包装)在现在的电子行业IC封装中似乎越来越普遍,QFN的优点是体积小,CSP(Chip Scale package)与包装相匹敌,成本也相对便宜,IC的生产流程的良性也高为高速和电源管理电路提供优秀的共面性和散热能力等优点。另外,QFN包不需要从4侧拉出销,所以与引线包必须从侧面拉出多引脚SO等以往的包IC相比,电效率更高。
QFN尽管有许多这样的封装和使用优点,但仍对电路板装配厂造成许多焊接质量冲击。在QFN的无销设计中,一般难以从外观的焊接点判断焊料性是否良好,在QFN的包装侧面留有焊料脚,但在IC封装业者中仅切断Leafframe(钢丝架)露出,由于未实施电镀处理基本上吃麻雀不容易,再保存一段时间的话切断面就容易氧化,会给侧面的锡带来困难。
▼QFN的侧面焊接脚是引线frame的切断面,没有电镀层。
QFN吃锡标淮
实际上,在IPC-A-60D、Section8.2.13 plaastICQuad Flat pack NoLeads(pQFN)的规格中,没有明确定义在QFN的一侧吃锡时一定会出现平滑的圆弧曲线。
There are SOme package configurations that have no toe exposed or do not have a continuous SOlderable surface on the exposed toe on the exterior of the package and a toe fillet will not form。
也就是说QFN的焊接实际上不使用管道侧的焊接状况,QFN焊接脚的底部和正底部的散热器位置可以确保真正吃锡的部分。QFN因为底部焊接脚的锡食实际上可以想象为BGA,所以参考IPC-A-60D、Section8.2.12Plastic BGA的标淮,中间接地焊接垫的锡食有可能由各家的设计决定。
▼QFN侧面焊接脚吃锡不好,但在底面吃锡良好,所以电气特性依然良好。
▼QFN侧面焊接脚经常吃锡。
QFN焊接性检查及测试
像BGA的焊料检查标淮那样,现在QFN的焊料检查,除了通过电气测定(In-Circuit-Test、FunctionTest)来检测其功能外,还通过光学设备或X-?一般检查短路不良。说实话,如果X-ray的水平不够的话,很难确认QFN的焊接问题。如果无论如何都要找到顽皮性的问题,最后就把它当成片段(Micro?Section),或者使用渗透染红测试Test,使用BGA确认焊料等破坏性实验进行检查。
▼这张照片来自网络,使用X-ray检查QFN焊料。
▼这张照片是从网上使用X-ray检查焊料,怀疑是焊料不良。
QFN空焊的可能解决方法
QFN在发现了伪焊接的情况下,可以明确是不是零件氧化的问题,并带着部件进行确认沾锡性实验,为了判断是否有固定焊接脚的伪焊接,一般来说接地脚比较容易发生伪焊接,所以要变更电路基板的配线设计在电路板的线路trace上增加热阻thermalrelief垫,可以考虑减少焊接脚的大面积直接接地的比率。由此,可以延缓热的耗散速度。(“热阻”是将接地的线路宽度缩小,防止热量马上传递到整体的接地大铜片。)
也可以调整炉温(reflowprofile),或者变更为斜升式回流焊曲线(slumping type),减少锡糊剂在预热时吸收过热量的问题。
参考阅读理解:SMT加工回流焊的温度曲线reflowprofile
QFN发现底部中央的接地垫上印刷了过多的焊锡膏,当零件流过回流焊时,有部件浮起变成空焊的问题,QFN将底部中央的接地垫印刷成“田”字型比整体印刷好过了回流焊,焊料糊剂会全部熔化,部件不会浮动。
另外,电路板的焊盘尽量不要有导通孔(vias),中间散热接地垫的通孔(vias)也尽量堵住孔。否则,很容易影响焊料量和气泡的产生,有可能对焊接不良产生严重影响。
▼啤酒刺猬
加入“氮气”能有效增加QFN的良率吗?只能说氮可以防止零件的氧化,但是QFN的侧面焊接脚是否能焊接,还是需要观察,更何况添加氮的话成本会增加,所以最后再考虑一下就可以了。