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QFN元件在SMT中的工艺技术探讨

已有 117 次阅读  2015-06-19 08:23   标签技术 

1.0概述
  QFN是一种无引脚封装,呈正方形或矩形,封装底部具有与底面水平的焊盘,在中央有一个大面积裸露焊盘用来导热,围绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连接的导电焊盘。与PCB的电气连接是通过在PCB焊盘上印刷焊膏、过回流焊后形成焊点,将QFN焊盘和PCB上相应的焊盘连接起来实现的。缩短了连接距离的导电焊盘可以提供良好的电性能,中央大的热焊盘可以将封装体的热量迅速传导到PCB上,具有良好的热性能,已成为了许多电子产品PCB设计的一种理想选择。深圳pcb抄板
  2.0 QFN结构及特性
  根据导电焊盘的不同PCB设计,器件封装分两种类型:一种只裸露出封装底部的一面,其它部分被封装在元件内,另一种焊盘有裸露在封装侧面的部分:
  把上面两种类型做切片可以看出内部结构特征:
  其特性有:1、优良的导电性能;2、有效的散热能力;3、可布细间距管脚;4、较薄的厚度;5、较轻的重量;6、较低成本。
  采用微型引线框架的QFN封装称为MLF封装(Micro Lead Frame),其家族成员还有其他类似的成员,如TQFN、SON、MCP、BCC等。
  3.0 SMT组装
  QFN元件具有中间暴露的大焊盘(die paddle),用于提高散热和电气性能,电路板同时周围布满了均匀的密间距管脚,所以,需要严格的工艺过程优化工作来保证可接受的组装合格率。
  QFN使用底部焊接端子,而不是可塌落的焊锡球连接,这种端子影响湿润、焊点塌落、自我对中,且焊接接触面容易受外界污染等,从而大大地缩小了模板印刷和元件贴装的工艺窗口。针对密间距QFN元件的可能出现的问题有:网印桥连、拾起与放置的视觉问题、回流漂移、焊点空洞、锡桥和焊锡湿润不良等。
  3.1 网印工艺过程
  要想获得一个好的网印效果,网板的PCB设计是一个关键,而且在网板PCB设计时要兼顾考虑到回流后的效果,所以我们在PCB设计此种器件的网板时需要考虑一些关键因素:
  1、 针对锡膏需求量的不同,特别是当PCB板上的⑷却蠛概躺嫌写罅康腣ia时,需要考虑采用多厚的网板,我司实践证明针对尺寸在Fine Pitch为0.5以下的QFN器件时,最好选择钢网的厚度为12mm,因为选择15mm的锡量会太多,容易出现桥连现象,而采用10mm的又锡量太少,容易出现个别焊盘少锡;
  2、 针对密间距的管脚(Fine pitch<0.5mm),为防止锡膏短路要考虑缩小网板开孔的宽度;为保证四周焊盘和中间散热焊盘的最小间隙,要考虑四周开孔向外移动,一般移动0.1~0.15mm便可,但同时可延长到PCB阻焊层外0.2~0.3mm;这种PCB设计可以获得良好的印刷效果和回流效果,能避免桥连现象的产生。
  问题出现最多的中间大焊盘的开孔,有很多专家在谈到这个PCB设计时,感触很深,一般都会推荐开孔的面积在PCB上焊盘的70~90%,开孔方式采用田字法或多个田字组合法,有方形也有圆形。
  从实际经验来看,此种面积比锡膏量仍偏大,因为之前我们采用这种比率容易出现回流漂移和中间锡量过多导致周边个别焊点空焊,目前更多采用面积比为50~60%的开孔。


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