深圳市宏力捷電子專(zhuān)業(yè)提供整體PCBA電子制造服務(wù)，包含上游電子元器件采購(gòu)到PCB生產(chǎn)加工、SMT貼片、DIP插件、PCBA測(cè)試、成品組裝等一站式服務(wù)。接下來(lái)為大家介紹SMT加工QFN和LGA空洞不良及解決方案。
一、引言
空洞帶來(lái)的影響…可靠性問(wèn)題– 散熱問(wèn)題– 各種失效– 客戶(hù)投訴；你想解決空洞嗎？？？
QFN元件空洞原因
>快速增長(zhǎng)，底部散熱焊盤(pán)過(guò)大，空洞>25%
QFN空洞的解決方案
>鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)>爐溫調(diào)整>錫膏調(diào)整
>另一種簡(jiǎn)單又方便的解決方案-一—焊片如何將焊片應(yīng)用于QFN元件LGA元件空洞？
二、QFN空洞原因
QFN結(jié)構(gòu)圖
>四側(cè)無(wú)引腳扁平封
>接地焊盤(pán)在元件本體下，通常尺寸為4mm*4mm
>接地焊盤(pán)與錫膏直接接觸
>錫膏與鋼網(wǎng)
>錫膏中助焊劑體積占50%，錫量越多，助焊劑量相應(yīng)更多。>對(duì)于鋼網(wǎng)開(kāi)孔，需要更多地出氣通道，但過(guò)多的通道意味著錫量減少
過(guò)大的空洞會(huì)造成短期的產(chǎn)品失效或長(zhǎng)期的可靠性風(fēng)險(xiǎn)
>PCBA裝配時(shí)單個(gè)大空洞的危害
>LED，汽車(chē)電子，手機(jī)產(chǎn)品，以及很多工業(yè)產(chǎn)品對(duì)空洞非常敏感，要求降低空洞
2.1鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)對(duì)空洞的影響
通過(guò)X-ray檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)大多時(shí)候QFN空洞的形態(tài)都是一個(gè)或幾個(gè)較大的空洞
在實(shí)驗(yàn)中，QFN接地焊盤(pán)的尺寸為4.1mm*4.1mm，在鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)上，我們采用如下幾種方式
2.2爐溫設(shè)計(jì)對(duì)空洞的影響
3.3錫膏調(diào)整
助焊劑在熔化的焊點(diǎn)里很難揮降低出氣
-適當(dāng)?shù)母叻悬c(diǎn)的溶劑
-溶劑的揮發(fā)性
增加助焊劑的活性
一更好的焊接性，有助于擠出助焊劑的氣體
三、另一種解決方案－焊片
什么是焊片？
>與錫膏相同的屬性，相同合金的焊料SnPb，SAC305等等。
>固態(tài)，不同的形狀，方形，圓形，不規(guī)則形狀
>體積可精確計(jì)算
>1%~3%的助焊劑或無(wú)助焊劑
為什么焊片也需要助焊劑？
>焊片表面鍍助焊劑可幫助QFN焊盤(pán)和PCB PAD去除氧化，有助于焊接
1%~3%Flux不會(huì)形成較大的出氣而造成空洞過(guò)大。
四、如何將焊片應(yīng)用于QFN元件？
焊片厚度？
>在實(shí)驗(yàn)中，接地焊盤(pán)尺寸為4.1mm*4.1mm，焊片尺寸為3.67mm*3.67mm*0.05mm，表面鍍1%的助焊劑
>一般而言，焊片的尺寸占焊盤(pán)的尺寸比為80%-90%
焊片/鋼網(wǎng)厚度--50~70%
在實(shí)驗(yàn)中，鋼網(wǎng)為4mil厚度，焊片厚度為2mil。在QFN焊盤(pán)開(kāi)孔上，接地焊盤(pán)不需要錫膏焊接，只需在四個(gè)角各開(kāi)一個(gè)0.4mm的圓孔以固定焊片
五、如何貼片？
>料帶裝，機(jī)器自動(dòng)貼片
>也可選擇盒裝，料盤(pán)裝，或散裝，手工貼片
SMT爐溫調(diào)整？
>不需要，與其它元件一起過(guò)爐
>相同的合金，溫度一致
>僅1%~3%助焊劑，對(duì)出氣無(wú)要求
焊接效果
>焊片中1%助焊劑，相比焊膏，不僅減少了助焊劑的比例，同時(shí)焊片中的助焊劑主要為固體成分，減少了揮發(fā)物的含量。
>1%的助焊劑即可去除焊盤(pán)表面的氧化，幫助形成良好的焊接。
>空洞率為3~6%，單個(gè)最大空洞約0.7%
六、什么是LGA空洞？
lGA焊盤(pán)-——-58個(gè)2mm直徑的圓形焊盤(pán)和76個(gè)1.6mm直徑的圓形焊盤(pán)，焊盤(pán)上有過(guò)孔?？斩绰试?5%-45%之間。
解決方案1---采用焊片，空洞降到6-14%
解決方案2---Indium10.1HF
焊片與錫膏兼容性問(wèn)題
實(shí)驗(yàn)中采用免洗的錫膏和免洗的助焊劑.
如果錫膏為水洗型，焊片可采用表面不涂覆助焊劑，但是焊接效果是否達(dá)到理想值需要再確認(rèn)
錫膏只需印刷QFN接地焊盤(pán)四個(gè)角，對(duì)錫量的要求是越少越好，僅作固定焊盤(pán)的作用
焊片尺寸一般為接地焊盤(pán)的80%
焊片的厚度一般為鋼網(wǎng)錫膏印刷厚度的50%~70%
免洗助焊劑重量比一般為1.5%
需考慮免洗助焊劑兼容性
貼片時(shí)也注意壓力不要過(guò)大，以免造成焊片擠壓變形不需額外調(diào)整爐溫曲線(xiàn)
七、總結(jié)
不同的錫膏對(duì)QFN空洞的影響非常大鋼網(wǎng)開(kāi)孔和焊爐調(diào)整對(duì)降低空洞有一定的幫助在工藝中采用焊片：
>焊片形狀多樣化，表面含助焊劑，爐后非常低的助焊劑殘留物；
>可采用料帶包裝，SMT貼片設(shè)備快速精確貼裝；
>在回流時(shí)，不需要對(duì)爐溫進(jìn)行任何的修改；
>極低的空洞率，無(wú)論是大焊盤(pán)或小焊盤(pán)；
>此外，在SMT僅通過(guò)印刷焊膏無(wú)法提供足夠的焊料用量時(shí)，貼裝焊料可以提供精確且可重復(fù)的焊料用量，達(dá)到增加焊料的作用。
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