摘要：隨著電子元器件日積月累的發(fā)展QFN器件已經(jīng)發(fā)展為雙排中心間距0.5mm封裝形式且體積較小，適用于高密度板級電路設(shè)計需求，但這種封裝的發(fā)展對組裝工藝技術(shù)提出更高的要求。

如何進行該器件的鋼網(wǎng)設(shè)計以及優(yōu)化焊接工藝參數(shù)已成為急需解決的重要課題，本文主要以一種無鉛QFN器件為例詳細講述雙排微間距QFN的組裝工藝方法。  

雙排QFN是基于常規(guī)QFN封裝器件發(fā)展的新型封裝器件，尺寸較小，點陣較多，常用引腳表面涂層為Sne3或NiPaAue4成分均屬于無鉛器件的。

雙排QFN封裝 SMT加工廠 解決方案如下：

1 印制板設(shè)計要求 

焊盤尺寸直徑設(shè)計為0.25 mm間距與器件本體相一致為0.5 mm每個焊端采用單獨焊盤布線時焊盤可直接走線或通過過孔走線，焊盤上不可設(shè)置過孔，過孔應(yīng)位于周邊四個焊盤的中間位置，所有過孔均用阻焊膜覆蓋，應(yīng)用NSMD的阻焊方式即阻焊層圍繞銅箔焊盤幷留

有間隙，阻焊橋完整無脫落現(xiàn)象，印制板熱風(fēng)整平時，必須保證焊盤表面平整度，印制板翹曲度不能超過0.5%。 

2 網(wǎng)板優(yōu)化設(shè)計要求 

網(wǎng)板厚度、開孔設(shè)計直接影響焊膏釋放率，參照IPC7525標準要求，網(wǎng)板開口尺寸應(yīng)滿足如下要求：

孔徑比即W/T1.5開口面積/開口四周孔壁面積比0.66對于圓形孔，面積比公式為D/4T對于矩形孔面積比公式為LW/2、L+W、T、。L開口長度W開口寬度T網(wǎng)板厚度D圓形開口直徑。 

如采用上述參數(shù)方式開孔還存在以下缺陷，多點陣焊盤尺寸較小僅為0.25×0.25 mm，導(dǎo)致部分焊盤焊膏漏錫不均勻，焊點焊料較少有虛焊現(xiàn)象發(fā)生，四周小孔部分焊盤焊料過少，中間接地孔焊料過多，器件被抬高，導(dǎo)致焊接后四周焊點可靠性降低。 

針對這兩種缺陷進行實驗分析，對激光切割法網(wǎng)板進行優(yōu)化處理，采取網(wǎng)板厚度0.10 mm焊盤開空擴大10%，方孔四周倒0.06 mm圓角，孔壁采用電拋光方法處理，接地處開孔由大方孔改為0.28X0.28小方孔。 

3 絲網(wǎng)印刷設(shè)置 

刮刀角度選擇在45-60°、印刷速度為10、20 mm/s、脫模速度設(shè)定在0.5、1 mm/s、脫模距離為23 mm每印刷一塊印制板應(yīng)對網(wǎng)板進行自動清洗。 

焊接參數(shù)控制要求 

該器件屬于3級濕敏塑封元器件，裝配前應(yīng)縮短開包使用的有效期限，提高材料使用前需烘烤的可能性。

如從潮濕空氣中吸收水分，潮氣擴散進入封裝內(nèi)部在材料結(jié)合處聚集凝結(jié)，當經(jīng)過再流焊爐高溫焊接時水汽蒸發(fā)，蒸發(fā)壓力在封裝內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，會導(dǎo)致器件封裝出現(xiàn)分層現(xiàn)象，更嚴重現(xiàn)象是產(chǎn)生“爆米花”式的開裂。

如開包時間超過一周，且存放條件達不到10%以內(nèi)，推薦烘烤條件，120±5 ℃烘

烤8h，以避免器件焊接后產(chǎn)生裂紋影響器件的可靠性能。 

眾所周知，元器件焊接是依靠在接合界面上的原子相互擴散形成合金層，這種以合金元素按原子量的比例以化學(xué)結(jié)合的方式結(jié)合在一起，達到良好的導(dǎo)電性和持久的機械連接強度，這種冶金反應(yīng)形成的物質(zhì)叫做金屬間化合物或IMC。但金屬間化合物的形成隨焊接溫度的不同而形成的化合物的成分也不同，合金層厚度的生長速度一般遵守于擴散定律，近似W2=2Dt。

實驗證明，如果焊接溫度過低，形成的合金層太薄，形成冷焊點，焊點的機械強度不夠，相反，如果溫度過高，形成的合金層太厚，焊點的機械強度反之會降低，通常焊接合金層的厚度在24 μm屬于正常范圍要求。 

對于再流曲線設(shè)置，有鉛可焊性要求為焊膏熔點183 ℃，基板和電子元器件對溫度的最高耐受能力為240 ℃，再流焊接峰值溫度為210-230 ℃無鉛可焊性要求為焊膏熔點217 ℃，電子元器件對最高耐受能力溫度為260 ℃，再流焊接峰值溫度為235-245 ℃。

因此對于混裝工藝有鉛焊膏無鉛焊端可焊性要求，再流焊接峰值溫度設(shè)置230235 ℃最為適宜。 

溫區(qū)設(shè)置升溫區(qū)≤3 ℃/S 

保溫區(qū)溫度120.0-160 ℃上升時間60-80s

再流區(qū)210-235 ℃50-60 s

4 效果檢查及焊點實效分析 

表面貼裝器件焊點承擔(dān)了電氣、熱學(xué)以及機械連接的多重作用，并且一直是產(chǎn)品可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，因此焊接后對焊點的檢測不可忽視，雙排QFN是四側(cè)扁平多點陣無引腳封裝，焊點在器件的底部，用X射線檢查焊點可靠性情況，觀察有無短路、氣泡、錫珠現(xiàn)象，判斷爐溫曲線設(shè)置的合理性。 

另外，導(dǎo)致焊點失效的原因還有以下幾點，焊點上焊料均勻度導(dǎo)致焊料熔化后部分焊點未生成合金，器件與PCB間整體熱膨脹系數(shù)失配誘發(fā)各種應(yīng)力，器件和PCB在厚度方向與表面區(qū)域出現(xiàn)溫度梯度。在裝配過程中，應(yīng)做好各個環(huán)節(jié)的管理和控制，以達到所需的焊接效果。 

5 結(jié)語 

多點陣微間距QFN封裝的發(fā)展，使得器件在體積上有了更小的變化，在功能上更加強大QFN封裝器件的發(fā)展也給板級電路高密度發(fā)展提供了必備的物質(zhì)資源，同時對組裝技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，只有不斷的深入開展電子工藝技術(shù)研究工作，才能提升電子產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。 

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