一种QFN封装器件焊接故障分析

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1、制造技术研究航天制造技术一种QFN封装器件焊接故障分析田景玉孙守红刘剑（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130031）摘要：结合工程实践，介绍了QFN封装器件的优点和结构特点，从印制电路板裸板制板工艺、装联工艺两方面分析了一种QFN器件产生故障的原因，并给出了解决办法。通过改变制板工艺、改进网板设计等手段，有效解决连焊等问题并增强元器件的装联可靠性。介绍了其返修过程中应注意的工艺问题，并给出了QFN器件的可靠装联工艺。关键词：QFN；焊接故障；网板设计WeldingFailureAnalysisofOneQFNPackagingDeviceTian

2、JingyuSunShouhongLiuJian(ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130031)Abstract：Combiningwiththeactualproject,themeritoftheQFNdeviceanditscharacteristicareintroduced.ThereasonforthefailureofoneQFNpackagingdeviceisanalyzedandsolutionsareg

3、ivenfromthetechniquesofPCBmanufactureandassembly.ThroughimprovingPCBtechniquesandstencildesign,theproblemofQFNassemblycanbesolved.Atlast,therepairtechnologyisintroducedandtheassemblytechnologyofQFNdeviceisrecommended.Keywords：QFN；weldingfailure；stencildesign1引言QFP封装相比，QFN封装高度较低，贴装占有

4、面积较小。且QFN导电焊盘与内部引脚之间导电路径短，布线电阻及自感系数较低，具备卓越的电性能。在对重量、尺寸和性能都有苛刻要求的应用环境中，QFN封装器件特别适合。与28引脚的PLCC器件相比，32引脚的QFN器件面积为5mm×5mm，是PLCC器件面积的16%；QFN器件厚度为0.9mm，是PLCC器件厚度的20%，重量[1]图1器件焊盘示意图为0.06g，是PLCC器件的5%。上述特点决定了QFN封装器件被广泛应用于高密度的印制电路板上。与此QFN（QuadFlatNon-lead）封装呈矩形或正方形，同时，也对该种器件的装联和返修提出了挑战。近日，是一种

5、无引脚封装，如图1所示。封装材料为陶瓷或在焊接一片158脚，焊盘间距为0.5mm的芯片时，发塑料，电极触点中心距离一般为0.5mm，0.65mm或生了连焊问题。事后，将问题芯片解焊，并针对连焊1.27mm。起导热作用的大面积裸露焊盘置于封装底部进行了分析。中央位置，起电气连接作用的导电焊盘置于导热大焊盘封装外围四周。由于没有引脚和外引线，与传统的2QFN封装器件焊接故障分析作者简介：田景玉（1988-），硕士，材料科学与工程专业；研究方向：电装工艺技术、材料工程技术。收稿日期：2015-04-2241制造技术研究2015年6月第3期该QFN封装芯片焊盘为三层结

6、构，内层为大面容易在刮膏后的焊接过程中出现问题。小焊盘周围的积散热焊盘；中间和外层为有实际电气功能的焊盘；空白区域被刮满锡膏后，在回流焊接过程中这部分锡欲通过中间层焊盘将管脚信号引出，但由于受到焊盘膏会因为底部无焊盘，无法成为焊点的一部分，进而间距过小的限制，只能以在焊盘上打金属化孔的方式形成分散的小焊锡珠，形成多余物，极易造成短路等解决。芯片失效后，将芯片解焊下来，并从制板工艺、失效。有焊盘的区域因为焊盘面积较小，形成的焊点装联工艺两方面分析故障。较正常焊点小很多，若与周边的多余焊锡膏粘连容易2.1印制电路板制板工艺问题形成异形焊点。拆卸完芯片后，在检查印制

7、电路板的过程中，发b.金属化孔占焊盘面积过大，如图3所示。这个现了如下问题。焊盘存在的问题很多，首先是焊盘尺寸小，其次焊盘a.印制电路板焊盘尺寸过小，如图2所示。同一形状不规则，更为严重的是金属化孔面积几乎占到焊个芯片的焊盘出现了1mm×1mm的标准焊盘和大量盘面积的80%。焊盘刮完锡膏加热时，一部分没有在的形状不规则的焊盘并存的现象。其中最小焊盘面积焊盘上的锡膏变成了焊锡球，另一部分在焊盘上的焊仅为0.6mm×0.8mm，且均向一侧偏移。此类焊盘很图2焊盘尺寸偏小图3金属化过孔面积占焊盘面积过大锡膏从金属化孔漏了下去，很难形成良好的焊点。与形式残留在焊盘周围

8、，会导致大面积连焊或者出现大此同时，部