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关于非连续可焊端QFN侧面焊点上锡的工艺改进申报_侧面_焊点

雨夜梧桐 2024-12-20 18:33:54 0

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一:作甚QFN封装器件

QFN封装器件是一种无引脚封装,呈正方形或矩形,封装底部中心肠位有一个大面积裸铜焊盘用来导热,环绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连接的导电焊盘,如图1。
由于QFN封装不像传统的SOIC与TSOP封装那样具有鸥翼状引线,内部引脚与焊盘之间的导电路径短,自感系数以及封装体内布线电阻很低,以是它能供应卓越的电性能。
此外,它还通过外露的引线框架焊盘供应了出色的散热性能,该焊盘具有直接散热通道,用于开释封装内的热量。
常日将散热焊盘直接焊接在电路板上,并且PCB中的散热过孔有助于将多余的功耗扩散到铜接地板中,从而接管多余的热量。
由于体积小,重量轻,加上精彩的电性能和热性能,这种封装特殊适宜任何一个对尺寸、重量和性能都用哀求的运用。

关于非连续可焊端QFN侧面焊点上锡的工艺改进申报_侧面_焊点 科学

图1

二:为什么须要侧面焊点上锡

一样平常QFN可焊真个类型有两种:连续可焊端和非连续可焊端。
非连续可焊端QFN器件的底部焊盘在出厂前会进行镀锡确保其焊接性,而侧面引线侧未进行镀锡处理,即该器件底部为紧张焊接面,侧面焊点紧张起到赞助加固及方便目视检讨的浸染。
只管IPC-A-610G标准中对侧面焊点爬锡高度没有明确哀求如图2,但为了担保军用电子产品的高可靠性,下文就对这种具有非连续可焊真个QFN器件开展装置工艺进行改进,使得QFN侧面焊点能够100%爬锡,从而得到稳定可靠的电气性能及机器性能。

图2

三:影响侧面焊点爬锡高度的成分。

影响QFN侧面焊点爬锡高度的成分有很多包括:锡膏印刷、器件贴装及回流焊接工艺参数等,也包含除工艺技能本身之外的成分如器件本身问题。
目前市情上利用最广的QFN芯片分为两种:底部端子做喷锡可焊处理(焊盘为银色)如图3;侧面露铜不做可焊处理(焊盘为黄色)如图4。
芯片制造过程中,直接割断露出芯片内部的铜直接暴露在空气中比较随意马虎氧化,在经由高低温的老化筛选后加剧了这种反应,显著降落焊真个润湿性,从而导致大量焊点毛病产生,对此如何有效的规复焊真个润湿性(剔除氧化物),从而得到侧面爬锡良好的焊点是办理问题的根源所在。
因我司紧张在制产品均为军用用场产品,在二次筛选后元器件焊点氧化征象在我司电装过程中尤为严重如图5,以是本文只从在制程过程中不受控的器件本身问题进行剖析改进。

图4

图3

图5

四:侧面焊点爬锡改进办法。

延长恒温区提高助焊剂活性除氧化

回流焊接温度曲线分为四个温区即:预热区、恒温区、回流区、冷却区,个中恒温区又叫保温区、活化区,该区域PCB表面温度由130°平稳上升至160°,韶光窗口在60-120s之间。
PCB板上的各个部分缓缓受到热风加热,温度随韶光缓慢上升,此时锡膏中的有机溶剂连续挥发。
活性物质被温度激活开始发挥浸染,打消焊盘表面、零件脚和锡粉合金粉末中的氧化物。
须要把稳的是:1、预热韶光过短,活性剂与氧化物反应韶光不足,被焊物表面的氧化物未能有效打消。
2、预热韶光过长,活性剂花费过度,不才一个温度区域焊接区熔融时没有足够的活性剂及时打消与隔离高温产生的氧化物和助焊剂高温碳化的残留物。
以是在调节炉温时须要反复的进行丈量,直到找到应时产品的温度、韶光区间。
如图6,图7即罗列出适宜的温度、韶光区间带来的焊点变革。

图6温度曲线焊接效果图:

图6

图6

图7

图7

图7温度曲线焊接效果图:

涂覆助焊膏除氧化

通过调节回流焊接的恒温区来加强助焊剂活性的方法对付氧化层度不深的器件比较明显,但个别氧化较为严重的器件通过一次回流的改进还不敷以让锡量爬升到空想状态如图8(个别引脚未全部爬升),这时就须要进行额外的功夫,较为有效的手段是补充助焊膏加大助焊剂的润湿性来进一步剔除氧化层,详细的做法步骤有两个方案:

图8

方案1:

方案2:

两种方案的利害势比拟:

方案

内容

优点

缺陷

备注

1

炉前涂覆助焊膏

避免多次回流减少元器的热冲击次数,避免带来的潜在隐患。
对贴装哀求较高,易涌现连锡偏位征象,带来返修不愿定性。
工序较繁芜不适宜量产条件

焊点成型与电气性能一样

2

回流后涂覆助焊膏

1.作业哀求不高,快捷有效。
具备量产的有力条件

1.多次回流焊接,增加来回动作,存在撞件等品质隐患

2.多次回流的热冲击对元器件有潜在隐患。

焊点成型与电气性能一样

依据上表比拟剖析的结果,我们在产前工艺评估时可以根据实际的哀求来选择相适宜的方案。
比如PCB上贴装的BGA器件类型较多排版布局繁芜的可选择方案一,较少元件的热冲击次数;PCB为单面板又无BGA类型器件时,可以选择方案二,进行二次回流也能担保元件的热冲击承受力。

五:结论

通过工艺技能改进及过程掌握,在稳定合格的焊膏印刷质量、贴装参数受控和对侧面焊盘进行预处理的情形下,可得到润湿良好且可靠的QFN焊点,爬锡率可达100%。

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