QFN封装的考虑
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发布时间：2022-04-30 21:32
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时间：2023-10-14 15:46
建议使用NSMD阻焊层，阻焊层开口应比焊盘开口大120μm～150μm，即焊盘铜箔到阻焊层的间隙有60μm～75μm，这样允许阻焊层有一个制造公差，通常这个公差在50μm～65μm之间，当引脚间距小于0.5mm时，引脚之间的阻焊可以省略。 能否得到完美、可靠的焊点，印刷网板设计是关键的第一步。四周焊盘网板开口尺寸和网板厚度的选取有直接的关系，一般较厚的网板可以采用开口尺寸略小于焊盘尺寸的设计，而较薄的网板开口尺寸可设计到1：1。推荐使用激光制作开口并经过电抛光处理的网板。
（1）周边焊盘的网板设计
网板的厚度决定了印刷在PCB上的焊膏量，太多的焊膏将会导致回流焊接时桥连。所以建议0.5mm间距的QFN封装使用0.12mm厚度的网板，0.65mm间距的QFN封装使用0.15mm厚度的网板，建议网板开口尺寸可适当比焊盘小一些，以减少焊接桥连的发生，如图5所示。（2） 散热焊盘的网板设计
当芯片底部的暴露焊盘和PCB上的热焊盘进行焊接时，由于热过孔和大尺寸焊盘中的气体将会向外溢出，产生一定的气体孔，如果焊膏面积太大，会产生各种缺陷（如溅射、焊球等），但是，消除这些气孔几乎是不可能的，只有将气孔减小到最低量。因此，在热焊盘区域网板设计时，要经过仔细考虑，建议在该区域开多个小的开口，而不是一个大开口，典型值为50%～80%的焊膏覆盖量，如图5所示。实践证明，50μm的焊点厚度对改善板级可靠性很有帮助，为了达到这一厚度，建议对于底部填充热过孔设计焊膏厚度至少应在50%以上；对于贯通孔，覆盖率至少应在75%以上。 （1）焊点的检测
由于QFN的焊点是在封装体的下方，并且厚度较薄，X－ray对QFN焊点少锡和开路无法检测，只能依靠外部的焊点情况尽可能地加以判断，但目前有关QFN焊点侧面部分缺陷的断定标准尚未在IPC标准中出现。在暂时没有更多方法的情况下，将会更多倚赖生产后段的测试工位来判断焊接的好坏。
从图6中的X－ray图像可见，侧面部分的差别是明显的，但真正影响到焊点性能的底面部分的图像则是相同的，所以这就给X－ray检测判断带来了问题。用电烙铁加锡，增加的只是侧面部分，对底面部分到底有多大影响，X－ray仍无法判断。就焊点外观局部放大的照片来看，侧面部分仍有明显的填充部分。
（2）返修
对QFN的返修，因焊接点完全处在元件封装的底部，桥接、开路、锡球等任何的缺陷都需要将元件移开，因此与BGA的返修多少有些相似。QFN体积小、重量轻、且它们又是被使用在高密度的装配板上，使得返修的难度又大于BGA。当前，QFN返修仍旧是整个表面贴装工艺中急待发展和提高的一环，尤其须使用焊膏在QFN和印制板间形成可靠的电气和机械连接，确实有一些难度。目前比较可行的涂敷焊膏方法有三种：一是传统的在PCB上用维修小丝网印刷焊膏，二是在高密度装配板的焊盘上点焊膏（如图8）；三是将焊膏直接印刷在元件的焊盘上。上述方法都需要非常熟练的返修工人来完成这项任务。返修设备的选择也是非常重要的，对QFN既要有非常好的焊接效果，又须防止因热风量太大将元件吹掉。
QFN的PCB焊盘设计应遵循IPC的总原则，热焊盘的设计是关键，它起着热传导的作用，不要用阻焊层覆盖，但过孔的设计最好阻焊。对热焊盘的网板设计时，一定考虑焊膏的释放量在50%～80
%范围内，究竟多少为宜，与过孔的阻焊层有关，焊接时的过孔不可避免，调整好温度曲线，使气孔减至最小。QFN封装是一种新型封装，无论是从PCB设计、工艺还是检测返修等方面都需要我们做更深入的研究。
QFN封装（方形扁平无引脚封装）具有良好的电和热性能、体积小、重量轻、其应用正在快速增长，采用微型引线框架的QFN封装称为MLF封装（微引线框架）。QFN封装和CSP（芯片尺寸封装）有些相似，但元件底部没有焊球，与PCB的电气和机械连接是通过PCB焊盘上印刷焊膏、过回流焊形成的焊点来实现的。
