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QFN封装的标准和解决方法

2019-07-08 16:07:26
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来源: 网络整理

QFN (Quad Flat No leads,四方平面无引脚封装)封装的 IC 在现今的电子业界似乎有越来越普遍的趋势,它的优点是体积小,足以媲美 CSP (Chip Scale Package),而且成本也便宜,IC的生产製程良率高,还能为高速和电源管理电路提供更佳的共面性以及散热能力等优点。此外,QFN封装不必从四侧引出接脚,因此电气效能更胜引线封装必须从侧面引出多隻接脚的 SO 等传统封装 IC。

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尽管QFN有这麽多的优点,但它却给电路板组装厂带来不少的焊接品质衝击,因为QFN为无引脚设计,一般很难从其外观的焊锡点来判断其焊锡性是否良好,虽然 QFN 的封装侧面仍留有焊脚,但有些 IC 封装业者只是把 Leaf frame(导线架)切断露出其切断面,并没有再加以电镀处理,所以基本上吃锡就不太容易,再加上保存一段时间后切断面容易氧化,更造成侧面上锡的困难。

QFN封装吃锡标准

其实在 IPC-A-610D, Section 8.2.13 Plastic Quad Flat Pack No Leads (PQFN) 的规范中,并未明确定义 QFN 的侧边吃锡一定要有平滑的圆弧形曲线。

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.

事实上 QFN 真正的吃锡部份应该是在底部边框的焊脚与正底部的散热片,底部焊脚可以想像成 BGA,所以应该可以参考 IPC-A-610D, Section 8.2.12 Plastic BGA 的标准。

QFN封装焊锡性检查及测试

就如同 BGA 的焊锡检查标准,目前 QFN 的焊锡检查除了用电测 (In-Circuit-Test 、 Function Test) 来侦测其功能之外,一般也会佐以光学仪器或 X-ray 来检查其焊锡的开、短路不良现象。老实说 X-Ray 的等级不够好的话,还真的不是很容易检查出来 QFN 的焊锡问题。如果无论如何还是找出焊锡性的问题,最后只能使用切片(Micro-section)或 用渗透染红试验 (Red Dye Penetration Test)查看BGA焊锡等破坏性实验来检查。

QFN封装空焊的可能解决方法

曾经发现有 QFN 底部中间的接地焊垫上印刷过多锡膏,当零件流过迴流焊时造成零件浮起形成空焊的问题,这时候可以考虑将 QFN 底部中间的接地焊垫印刷成「田」字型会比整片印刷要来得好,过迴流焊时也较不会因锡膏全部熔融成一团而造成零件浮动的情形。

•电路板的焊垫上尽量不要有导通孔(vias),中间散热接地垫上的通孔(vias)也要尽量塞孔,否则容易影响焊锡量及气泡的产生,严重的还可能导至焊接不良。

•加「氮气」是否可以有效增加 QFN 的良率?我只能说见仁见智,氮气是可以防止零件氧化,但能否焊上 QFN 的侧面焊脚,还是有待观察,况且加氮气会增加成本,还是摆在最后再考虑就好了。

•最后,锡膏上锡饱满度也是影响QFN最重要的一种原因,采用活性高点的锡膏对QFN帮助大之又在,曾经国内某知名大企业(这我就不点名了)采用我司产品后对我司的赞誉不断,也因此某知名大企业给我司带来了更多QFN工艺的客户。