PCB灌铜方式对296PIN-QFP焊接的影响.doc

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1、第七届生产技术交流会论文PCB灌铜方式对296PINQFP焊接的影响专业：工艺部门：AOE作者：杨少云【摘要】本文从分析MS06机芯板上的296PIN大尺寸QFP假焊入手，详细论述了296PIN大尺寸QFP假焊的焊接形成过程，并从QFP假焊的现象和焊接过程推断，分析出PCB受热翘曲是影响QFP假焊的根本原因，最终通过改变PCB上下面的灌铜方式，来减小PCB的受热翘曲变形量，从而彻底解决了296PIN的大尺寸QFP假焊的问题。【关键词】296PIN大尺寸QFP玻璃化转变温度（Tg）PCB受热翘曲变形一、引言我司

2、SMT车间在今年年初生产MS06机芯主板（40-MST06P-MAE2XG)时，出现QFP主ICU701100%的假焊不良，不良现象比较特殊，绝大部分为IC一个角两边的引脚明显翘起，与焊盘没有在一个平面，而且较集中在190～250脚区域，类似于SMT焊接中的“枕头”现象。U701焊接不良出现后，SMT工艺人员采取多种工艺改善措施，均无明显效果。后经部品部测量、验证，PCB板和IC部品也都是符合要求的，没有发现明显的缺陷。因这个IC的焊接问题长期得不到解决，严重影响了产品的交期，经和SMT人员的再次的验证、讨论

3、分析，推证出了不良的根本原因，并通过简单的改板，彻底解决了该焊接问题。详细的论证、分析过程见下文。二、QFP焊接不良现象及原因分析1）前期的296PIN假焊分析过程及结论介绍MS06机芯板上的主芯片QFP假焊问题，经SMT工艺人员、SQA及AOE技术人员的多次分析、实验，已经证明这个焊接问题，不是普通的生产工艺或部品质量导致的焊接问题。论证的证据如下：1、SMT采取了多项工艺改善措施，几乎对焊接不良没有多大帮助，不良率几乎一直维持在90%～100%；2、部品部也更换了多家PCB板厂家和更好的板材，对焊接也没有

4、改善。而且经采购部验证同样的IC在同行业的其它工厂生产都焊接良好，没有出现假焊问题；·11·第七届生产技术交流会论文3、经查证IC的焊盘设计也是符合IC供应商推荐标准的，和行业标杆厂家设计的焊盘相同。以上证据都经过了多次论证，可以证明假焊的根本原因，不在上述三个方面，可能是一个对我们来说比较陌生的领域产生的，所以需要重新审视这些不良现象，摒弃那些先入为主的经验教条，进行更系统的理论分析、论证，准确查找出根本的焊接不良原因。2）296PIN大尺寸QFP、主板及生产基本信息IC封装参数：外形尺寸D*E：34.6*

5、34.6mmIC本体封装尺寸D1*E1：32*32m总厚度A：4.1mmIC本体厚度A2：3.6mm引脚间距e：0.4mm引脚宽度b：0.2mm引脚厚度c：0.2mm引脚长度L：0.6mm引脚数量：296PIN图1MS06机芯主板（40-MST06P-MAE2XG)，主ICU701为大尺寸的QFP，基本是工业行业内使用到的最大尺寸的QFP，再大的尺寸工业生产已经极少采用了。详细的封装形式如下：·11·第七届生产技术交流会论文PCB及生产工艺：无铅锡膏：SAC405（熔点217℃）PCB板材：FR4两层板PCB

6、尺寸：195*200mm工艺流程：Bottom面回流焊接→Top面回流焊接假焊的QFP为主芯片U701图23）296PIN大尺寸QFP假焊现象分析图3如下图3所示，标识的区域190～250脚是焊接不良的主要集中点。·11·第七届生产技术交流会论文通过观察假焊的焊点，可发现越靠近222和223脚，假焊的情况越严重，引脚距离PCB焊盘的距离也有逐渐增大趋势，但并没有完全离开焊点，与焊盘上固化的焊点似乎是已经焊接上了，但是并没有形成合金层，用针轻轻拨一下，就可以移动。4）296PIN大尺寸QFP假焊焊点显微镜观察分

7、析通过显微镜放大图片观察可见，不良焊脚与焊剂虽有接触，但并没有形成良好的焊点。有的焊脚甚至能观察出，引脚被焊盘上固化的焊剂顶高的现象，导致整排引脚看起来，不一样整齐，有长有短，但是在焊接前，对IC引脚进行检查比较，发现都是非常整齐的，没有异常情况。图5图45）296PIN大尺寸QFP假焊焊点剖面图分析为了进一步了解焊点的焊接情况，针对QFP的假焊接脚，对IC进行了冷拔后，观察发现，假焊焊点有如下特点，详见下图6所示：·11·第七届生产技术交流会论文不良的焊点：器件引脚没有爬锡，仅在焊剂和PCB焊盘间形成合金层

8、，在器件引脚和焊剂锡膏之间，没有形成焊接合金层，只是接触在一起，中间有一层固化助焊剂沾粘，且在焊点表面留有一定的引脚压痕。焊点形成SMT焊接中一种较少见的现象：“枕头现象”，而且越往223脚，呈现枕头高度越大的趋势。合格的焊点：器件引脚前后端都有一定的爬锡高度，焊点均匀，且器件的引脚与焊剂、焊剂与PCB的焊盘之间均形成良好的焊接合金层，能够承受较大的剪切力。图66）296PIN大尺寸QFP焊接“枕头