深圳市宏力捷電子專業(yè)提供整體PCBA電子制造服務(wù)，包含上游電子元器件采購到PCB生產(chǎn)加工、SMT貼片、DIP插件、PCBA測試、成品組裝等一站式服務(wù)。接下來為大家介紹SMT加工QFN和LGA空洞不良及解決方案。
一、引言
空洞帶來的影響…可靠性問題– 散熱問題– 各種失效– 客戶投訴；你想解決空洞嗎？？？
QFN元件空洞原因
>快速增長，底部散熱焊盤過大，空洞>25%
QFN空洞的解決方案
>鋼網(wǎng)設(shè)計>爐溫調(diào)整>錫膏調(diào)整
>另一種簡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)無引腳扁平封
>接地焊盤在元件本體下，通常尺寸為4mm*4mm
>接地焊盤與錫膏直接接觸
>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。>對于鋼網(wǎng)開孔，需要更多地出氣通道，但過多的通道意味著錫量減少
過大的空洞會造成短期的產(chǎn)品失效或長期的可靠性風(fēng)險
>PCBA裝配時單個大空洞的危害
>LED，汽車電子，手機(jī)產(chǎn)品，以及很多工業(yè)產(chǎn)品對空洞非常敏感，要求降低空洞
2.1鋼網(wǎng)設(shè)計對空洞的影響
通過X-ray檢測，發(fā)現(xiàn)大多時候QFN空洞的形態(tài)都是一個或幾個較大的空洞
在實(shí)驗中，QFN接地焊盤的尺寸為4.1mm*4.1mm，在鋼網(wǎng)設(shè)計上，我們采用如下幾種方式
2.2爐溫設(shè)計對空洞的影響
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
>體積可精確計算
>1%~3%的助焊劑或無助焊劑
為什么焊片也需要助焊劑？
>焊片表面鍍助焊劑可幫助QFN焊盤和PCB PAD去除氧化，有助于焊接
1%~3%Flux不會形成較大的出氣而造成空洞過大。
四、如何將焊片應(yīng)用于QFN元件？
焊片厚度？
>在實(shí)驗中，接地焊盤尺寸為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，焊片的尺寸占焊盤的尺寸比為80%-90%
焊片/鋼網(wǎng)厚度--50~70%
在實(shí)驗中，鋼網(wǎng)為4mil厚度，焊片厚度為2mil。在QFN焊盤開孔上，接地焊盤不需要錫膏焊接，只需在四個角各開一個0.4mm的圓孔以固定焊片
五、如何貼片？
>料帶裝，機(jī)器自動貼片
>也可選擇盒裝，料盤裝，或散裝，手工貼片
SMT爐溫調(diào)整？
>不需要，與其它元件一起過爐
>相同的合金，溫度一致
>僅1%~3%助焊劑，對出氣無要求
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表面的氧化，幫助形成良好的焊接。
>空洞率為3~6%，單個最大空洞約0.7%
六、什么是LGA空洞？
lGA焊盤-——-58個2mm直徑的圓形焊盤和76個1.6mm直徑的圓形焊盤，焊盤上有過孔。空洞率在25%-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題
實(shí)驗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接地焊盤四個角，對錫量的要求是越少越好，僅作固定焊盤的作用
焊片尺寸一般為接地焊盤的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
貼片時也注意壓力不要過大，以免造成焊片擠壓變形不需額外調(diào)整爐溫曲線
七、總結(jié)
不同的錫膏對QFN空洞的影響非常大鋼網(wǎng)開孔和焊爐調(diào)整對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，不需要對爐溫進(jìn)行任何的修改；
>極低的空洞率，無論是大焊盤或小焊盤；
>此外，在SMT僅通過印刷焊膏無法提供足夠的焊料用量時，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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