如何解決SMT加工QFN和LGA空洞不良問題？

空洞帶來的影響是比較大的，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(jì)》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?！穼?duì)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(huì)造成短期的產(chǎn)品失效或長期的可靠性風(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PCBPAD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(yàn)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(gè)角各開一個(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(duì)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(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-——-58個(gè)2mm直徑的圓形焊盤和76個(gè)1.6mm直徑的圓形焊盤，焊盤上有過孔?？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接地焊盤四個(gè)角，對(duì)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(shí)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(duì)QFN空洞的影響非常大鋼網(wǎng)開孔和焊爐調(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(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。

這樣你對(duì)以上內(nèi)容了解了嗎?