Công nghệ PCB - Công nghệ PCB QFN đóng gói chất lượng hàn trong SMT

Gói qfn là gì? QFN (quad flat no leads) dường như có xu hướng ngày càng phổ biến trong việc đóng gói IC trong ngành công nghiệp PCB. Nó có lợi thế về kích thước nhỏ, có thể so sánh với CSP (gói cấp chip) và chi phí tương đối thấp. Tỷ lệ sản phẩm tốt của quy trình sản xuất IC cũng khá cao, và nó cũng có thể cung cấp tính chung và tản nhiệt tốt hơn cho tốc độ cao và mạch quản lý năng lượng. Ngoài ra, gói QFN không yêu cầu dây dẫn từ bốn bên, do đó hiệu suất điện tốt hơn so với gói dẫn.

Mặc dù gói QFN có nhiều lợi thế về điện và ứng dụng, nó mang lại nhiều tác động chất lượng hàn cho nhà máy lắp ráp PCB. Do thiết kế không chì của QFN, thường rất khó để biết liệu nó có khả năng hàn tốt hay không từ các điểm hàn trên bề ngoài của nó. Mặc dù vẫn có các điểm hàn ở hai bên của gói QFN, một số nhà sản xuất chất nền gói IC chỉ cắt khung dẫn để lộ chúng. Phần cắt không yêu cầu mạ điện, vì vậy về cơ bản không dễ ăn thiếc ở phía QFN. Ngoài ra, các phần cắt có thể dễ dàng bị oxy hóa sau khi được bảo quản trong một thời gian, khiến thiếc ở bên cạnh khó ăn.

Chân hàn bên của QFN là phần cắt của khung dẫn không được mạ điện.

Tiêu chuẩn QFN Tin

Trên thực tế, trong phần 8.2.13 của thông số kỹ thuật ipc-a-610d, gói nhựa quad phẳng không có dây dẫn (pqfn) không quy định rõ ràng rằng thiếc bên của QFN phải có đường cong cong mịn.

Một số cấu hình gói không để lộ ngón chân hàn hoặc không có bề mặt hàn liên tục trên ngón chân tiếp xúc bên ngoài gói và không có góc tròn của ngón chân hàn được hình thành.

Nói cách khác, hàn QFN không thể sử dụng điều kiện hàn ở mặt bên của ống, miễn là đáy của chân hàn QFN và vị trí của bộ tản nhiệt ở phía dưới bên phải thực sự ăn mòn thiếc. Việc nuốt thiếc của chân hàn dưới cùng của QFN thực sự có thể được hình dung là BGA, vì vậy nên tham khảo tiêu chuẩn BGA nhựa trong phần 8.2.12 của ipc-a-610d. Lượng thiếc mạ trên mặt đất trung gian pad có thể phụ thuộc vào thiết kế của mỗi công ty bảng PCB.

Mặc dù chân hàn ở phía QFN không có lợi cho việc hấp thụ thiếc, mặt nạ cơ sở của nó có khả năng hấp thụ thiếc tốt và các đặc tính điện vẫn tốt.

Chân hàn ở phía bên của QFN đang trong tình trạng tốt.

Kiểm tra và thử nghiệm khả năng hàn QFN giống như các tiêu chuẩn kiểm tra hàn của BGA. Hiện nay, kiểm tra hàn cho gói QFN không chỉ sử dụng kiểm tra trong mạch và kiểm tra xác minh chức năng để kiểm tra chức năng của nó, mà còn thường sử dụng dụng cụ quang học hoặc tia X để kiểm tra mạch hở của hàn. Và ngắn mạch. Thành thật mà nói, nếu mức tia X không đủ tốt, việc kiểm tra các vấn đề hàn QFN thực sự không dễ dàng. Nếu các vấn đề về khả năng hàn được phát hiện, chúng chỉ có thể được kiểm tra bằng các xét nghiệm phá hoại như microslice hoặc thử nghiệm thâm nhập thuốc nhuộm màu đỏ.

Các giải pháp khả thi cho hàn khí QFN

Khi tìm thấy mối hàn giả trong QFN, cần phải làm rõ liệu các bộ phận có vấn đề oxy hóa hay không, lấy các bộ phận để kiểm tra ngâm thiếc để xác nhận, sau đó đánh giá liệu chân hàn cố định có vấn đề hàn giả hay không. Trong điều kiện bình thường, pin mặt đất dễ bị hiện tượng hàn giả. Có thể xem xét thay đổi thiết kế dây của bảng mạch, thêm miếng đệm tản nhiệt trên đường dấu vết của bảng để giảm tỷ lệ nối đất trực tiếp của pin hàn. Điều này làm chậm tốc độ mất nhiệt (cái gọi là "sức đề kháng nhiệt" có nghĩa là giảm chiều rộng của dây nối đất để năng lượng nhiệt không được truyền ngay lập tức đến toàn bộ dải đồng nối đất.) Bạn cũng có thể thử điều chỉnh nhiệt độ lò (đường cong hồi lưu) hoặc thay đổi thành loại hồi lưu dốc để giảm làm nóng trước. Trong thời gian này, vấn đề với việc hấp thụ quá nhiều nhiệt của dán hàn.

Đọc tham chiếu: Đường cong trở lại

Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng quá nhiều dán hàn được in trên mặt đất ở đáy QFN, khiến các bộ phận trôi nổi trong quá trình hàn ngược, tạo ra một hàn rỗng. Tại thời điểm này, người ta có thể nghĩ rằng trong hình dạng của "lĩnh vực", một mặt đất pad in QFN dưới cùng là tốt hơn so với in toàn bộ phôi, và vì tất cả các dán tan chảy thành một quả bóng trong quá trình hàn trở lại, nó không có khả năng làm cho các bộ phận nổi.

Đọc tham khảo: Nguyên tắc xử lý của tấm hàn qua lỗ

Ngoài ra, cố gắng không để thiết lập thông qua lỗ trên PCB pad, cố gắng cắm thông qua lỗ vào giữa tản nhiệt mặt đất pad, nếu không nó sẽ dễ dàng ảnh hưởng đến số lượng.

Đọc tham khảo: Nguyên tắc xử lý của tấm hàn qua lỗ

Ngoài ra, thông qua các lỗ trên đĩa PCB không nên được thiết lập càng nhiều càng tốt, thông qua các lỗ trên tấm mặt đất tản nhiệt trung gian nên được chặn càng tốt, nếu không nó dễ dàng ảnh hưởng đến lượng hàn và tạo ra bong bóng, nghiêm trọng có thể dẫn đến hàn kém.

Đóng gói QFN là một công nghệ đóng gói tiên tiến với triển vọng ứng dụng rộng rãi, nhưng cũng cần được khám phá và tối ưu hóa liên tục trong thực tế để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất và độ tin cậy cao hơn.