提高QFN封装元件焊接质量的分析.doc

提高QFN封装元件焊接质量的分析.doc提高QFN封装元件焊接质量的分析
提高QFN封装元件的焊接质量分析
摘要：QFN封装元件由于具有良好的电和热性能、体积小、重量轻等 优点，在电子产品中越来越广泛的推广和应用，目前，在航天电子产品中 QFN也有不少应用。QFN封装和CSP有些相似，但底部不是锡球，它有一 个中央裸焊端和周围的电极接触点，均需要焊接到PCB上。由于焊盘在元 件的底部，焊接后返修困难大，要求每次焊接都要有良好的焊接效果。
关键字：QFN封装 焊接质量 虚焊 网板 引脚 温度曲线 返修 1前言
QFN（Quad Flat No-lead Package,四侧扁平无引脚圭寸装）是一种焊盘尺寸 小、体积小、以塑料和陶瓷作为密封材料的新兴的表面贴装芯片封装技术。 封装四侧配置有电极接触点，没有引脚，封装底部中央位置有一个面积裸 露的焊盘，主要有导热和接地作用。由于QFN封装不像传统的TSOP封装 那样具有欧翼状引线，内部引脚于焊盘之间的电路径短，自感系数以及封 装体内部线组很低，所以它能提供卓越的电性能。此外，它还通过外露的 引线框架焊盘提供了出色的散热性能，该焊盘具有直接散热的通道，用于 释放封装体内的热量。通常，将散热焊盘直接焊接在电路板上，并且PCB 中的散热孔有助于将多余的功耗扩散到铜接地板中，从而吸收多余的热量。 QFN贴装占有面积比QFP小，高度比QFP低，但是当印制板与封装之间产 生应力时，在电极接触处就不能得到缓解。因此电极接触点难于做到QFP 的引脚那样多，一般从14到100左右。在我们接触到的QFN中以塑料封
装的为主，，。 由于它体积小、重量轻、散热效果好，非常适合应用在高密度印制电路板 上，但是由于QFN的焊盘主要在元件的底部，它的焊接效果、检测以及返 修是我们关注的焦点。
2控制散热焊盘上的锡膏量
QFN中间散热焊盘上的锡膏量的多少是决定元件焊接质量的关键因素。
QFN中间的大焊盘通常有接地和散热的作用，通常为了避免大功率元件在 散热不好的情况下失效，该焊盘的锡膏量应该尽可能的多以保证接触良好, 但是一定要注意网板开口的比例，可以减少虚焊和短路的发生。中间焊盘 的开孔过大，会导致过多的焊锡膏焊接之后容易将元件托高，而其他的PIN 脚会因高度不够而虚焊，锡量如果很充足的话，在回流焊时四周焊盘上的 焊锡会被挤到外面，很容易造成锡珠或桥连的发生；而中间焊盘开孔过小， 就不能保证元件的散热面与PCB焊盘良好的接触，元件的局部散热效果不 好，可能导致元件的失效。
为了减少可能出现的缺陷，可考虑缩减QFN底部散热焊盘的网板开口 面积。QFN散热焊盘的网板开口可以开成一组规则排列的小的方形开口或 小的圆形开口组合，也可以开成不规则的不同形状开口的组合，使加起来 总的开口面积达到散热焊盘面积的50%〜80%,而具体在每块PCB板上的 锡膏是多少，要根据PCB板焊盘上的过孔的大小和多少来觉定，保证焊后 的连接面积最小应该>40%。3提高引脚的上锡高度
由于QFN的焊点在封装体的下方，并且厚度较薄，X-Ray对QFN焊点
少锡和开路很难检测，只
能依靠外部的焊点尽可能地加以判断。在IPC标准中，对QFN的PIN 脚的上锡高度要求是>25%,而为了提高航天电子产品的