_QFN空洞解决方案
新型功率器件焊接空洞的探析及解决方案
• 134•微电子焊料是电子产品组装过程中不可或缺的重要组成部分，它能够将器件的各部分有效地连接在一起。
随着5G 时代的到来，电子技术向着高功率、高密度和集成化的方向发展，对于大功率器件的封装如IGBT 、MOS 、大功率LED 等，也相应地对焊接材料提出了更高的、更全面的可靠性需求。
1 几类功率器件封装的现状IGBT ，一种功率半导体，它是能源转换与传输的核心器件，是电力装备的CPU 。
采用IGBT 进行功率转换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，其应用领域有工业领域（如变频器/逆变器），家用电器领域（如变频空调、洗衣机等），轨道交通领域（如动车、轻轨、地铁等），新能源领域（如新能源汽车、风力发电），医学领域（如医疗稳压电源），军工航可见，为更好的降低空洞，保证稳定的低空洞是IGBT 模块封装的迫切诉求。
IGBT 的焊接工艺区别于传统的回流焊，它采用真空共晶炉+氮气+氢气（还原），也有采用真空回流炉+氮气+甲酸（还原）。
一般情况，高洁净焊片可满足较高空洞要求，但采用锡膏焊接新能源领域的模块时，空洞率很难稳定在1.5%以下，另外，用户端经常遇到的问题之一，即焊层厚度不均匀，这可能的原因是焊料熔化时润湿铺展的先后时间导致。
汽车电子应用的功率器件MOS ，其底部有个散热焊盘，焊接空洞的大小直接影响其散热，直接导致发热以及应力的产生；对于大功率LED ，如果不能保证其良好的散热通道，直接导致LED 灯珠的死灯，光衰等问题。
所以，所谓的解决散热，最核心的就是极大可能地降低焊接空洞。
新型功率器件焊接空洞的探析及解决方案深圳市唯特偶新材料股份有限公司 李维俊 段佐芳深圳职业技术学院 林 峰 赵 宁深圳瑞欧光技术有限公司 刘乐华深圳大学 张培新 王艳宜图1 IGBT焊接结构图天领域（如飞机、舰艇），可以说，当代社会IGBT 无处不在。
整个IGBT 模块中，最重要问题之一就是散热，因此迫切需要良好的热管理方案，比如DBC 陶瓷覆铜板，其材料涉及氧化铝、氮化硅等，还有更多的新型材料在开发中，这些材料都是为了更好地服务于模块的热传导和电传导性能，所以焊接材料显得尤为关键。
BGA、QFN、CSP器件焊点空洞分析
BGA、QFN、CSP器件焊点空洞分析在SMT生产中，BGA、QFN、CSP等无引脚的元器件，在进行焊接时，无论是回流焊接还是波峰焊接，无论是有铅制程还是无铅制程，冷却之后都难免会出现一些在所难免的空洞（气泡）现象的产生。
焊点内部发生空洞的主要成因是FLUX中的有机物经过高温裂解后产生的气泡无法及时逸出。
在回流区FLUX已经被消耗殆尽，锡膏的粘度发生了较大的变化，此时锡膏之中的FLUX发生裂解，导致高温裂解后的气泡无法及时的逸出，被包围在锡球中，冷却后就形成空洞现象。
目前，一般使用X-Ray设备进行检查空洞的面积，通过X-Ray都可以看到焊球的空洞分布状况。
只要有些器件空洞所占面积的比例不是很大，常常认为是符合接受标准标准（如IPC-A-610D 8.2.12.4），因此在检验时没有引起足够的重视。
在众多的空洞现象中发现，产生空洞现象与焊料本身的表面张力有着直接的联系。
锡膏的表面张力越大，高温裂解的气泡越难逸出焊料球，气泡被团团包围在锡球之中（无铅焊料的表面张力达到4.60×10-3 N/260 ℃）,表面张力越小，高温裂解后的气泡就很容易逃出焊料球，被锡球团团包围的机率就相当小（有铅焊料的表面张力达到3。
80×10-3 N / 260 ℃,Sn63-Pb37，m.p为183 ℃）。
已经陷入高温裂解的气泡，在有铅焊料密度较大（约8.44 g/cm3）的情况之下，焊料中的合金在相互挤压下，有机物就会向外面逃脱，所以有机物残留在焊点中的机率是相当小的，但是无铅就完全不一样了。
比重不但比有铅小，而且无铅的表面张力又比有铅高出很多，同时熔点又比有铅高出34 ℃之多（Sn63-Pb37,熔点为183 ℃，SAC305熔点约为217 ℃），在种种环境不利的情况下，无铅焊料中的有机物就很难从焊球中分解出来，有机物常常被包围在焊球中，冷却后就会形成空洞现象。
从焊点的可靠度来讲，空洞现象会给焊点带来不可估计的风险，同时空洞现象比较严重的话，还影响焊点的电气连接，影响电路的畅通。
QFN与BGA生产注意事项
元件焊接注意事项
焊接温度
BGA焊接温度应根据焊锡膏的特性进行选择，通常为230-250℃， 并确保温度均匀分布。
焊接时间
焊接时间不宜过长，以免造成元件损坏或热损伤，通常为3-5秒。
焊锡量
焊锡量要适中，过多或过少都会影响焊接质量，应控制焊锡量在合 适的范围内。
元件放置与固定
元件放置
BGA元件应按照设计要求放置在 PCB上，确保位置准确，避免错 位和偏移。
02
QFN生产注意事项
生产环境要求
01
02
03
温度控制
QFN器件对温度较为敏感， 生产车间应保持恒温，避 免温度波动影响焊接质量。
湿度调节
保持适当的湿度，以防止 静电和灰尘对生产造成不 良影响。
洁净度要求
生产环境应保持洁净，减 少尘埃和污染物对QFN器 件的污染。
元件焊接注意事项
选择合适的焊料
元件固定
采用合适的固定方式，如通过钢 网或吸嘴将元件放置在PCB上， 并确保元件与PCB紧密贴合，防 止元件脱落或移位。
焊接质量检测
外观检查
通过目视或显微镜检查焊接外观，检查 是否存在虚焊、冷焊、气孔等焊接缺陷。
X光检测
通过X光检测技术对焊接内部进行检 测，检查是否存在焊接不良、焊锡填
充不足等问题。
防止元件损坏
元件损坏原因
在生产过程中，由于操作不当、材料 缺陷等原因可能导致QFN与BGA元件 损坏。
预防措施
加强来料检验，确保材料质量合格； 规范操作流程，确保生产过程中不发 生碰撞、划伤等情况；定期检查设备， 确保设备运行正常。
05
QFN与BGA差异注意事项
QFN特殊要求
1 2
封装尺寸
真空回流焊工艺实践
真空回流焊⼯艺实践1空洞率对产品可靠性的影响随着电⼦产品的功能不断增强，印制电路板的集成度越来越⾼，器件的单位功率也越来越⼤，特别是在通信、汽车、轨道交通、光伏、军事、航空航天等领域，⼤功率晶体管、射频电源、LED、IGBT、MOSFET 等器件的应⽤越来越多，这些元器件的封装形式通常为 BGA、QFN、LGA、CSP、TO 封装等，其共同的特点是器件功耗⼤，对散热性能要求⾼，⽽散热焊盘的空洞率会直接影响产品的可靠性。
贴⽚器件在回流焊接之后，焊点⾥通常都会残留有部分空洞，焊点⾯积越⼤，空洞的⾯积也会越⼤；其原因是由于在熔融的焊料冷却凝固时，焊料中产⽣的⽓体没有逃逸出去，⽽被“冻结”下来形成空洞。
影响空洞产⽣的因素是多⽅⾯的，与焊膏选择、器件封装形式、焊盘设计、 PCB 焊盘表⾯处理⽅式、⽹板开孔⽅式、回流曲线设置等都有关系。
由于受到空洞的影响，焊点的机械强度会下降，⽽且热阻增⼤，电流通路减⼩，会影响焊点的导热和导电性能，从⽽降低器件的电⽓可靠性。
研究表明，电⼦产品失效约有 60% 的原因是由温度升⾼造成的，并且器件的失效率随温度的升⾼呈指数趋势增长，温度每升⾼ 10℃失效率将提⾼⼀倍。
在 IPC-A-610、IPC7095、IPC7093 等规范中，对于 BGA、BTC 类封装器件的焊点空洞进⾏了详细描述，对于可塌落焊球的 BGA 类器件，规定空洞率标准为 30%，⽽其它情况均没有明确标准，需要制造⼚家与客户协商确定；对于⼤功率器件的接地焊盘，⼀些⾼可靠性产品的⽤户对空洞率的要求往往会⾼于⾏业标准，进⼀步降低到10%，乃⾄更低。
因此，对于如何减少此类 SMT 器件焊点中的空洞，是提升产品质量与可靠性的关键问题之⼀。
⾏业内⽬前有多种解决⽅案，如采⽤低空洞率焊膏、优化 PCB 焊盘设计、采⽤点阵式⽹板开孔、在氮⽓环境下焊接、使⽤预成型焊⽚，等等，但最终的效果并不不是很理想，针对⼤⾯积接地焊盘，但很难将空洞率稳定控制在 10% 以下。
电子元器件QFN焊点失效分析和改进措施
电子元器件QFN焊点失效分析和改进措施摘要QFN器件性能卓越，在电子电路中为核心器件，则其焊点可靠性直接关系到整个产品的性能。
本文重点分析了QFN器件的焊点失效模式及其原因，并在设计和工艺上提出了改善措施。
关键词来料不良；设计缺陷；焊点开裂；空洞；QFN全称为Quad Flat No-leads Package,该封装元器件具有体积小、重量轻、优越的电性能及散热性能等优点，在电子行业军民用领域中均得到广泛应用。
由于QFN器件引脚众多，一旦某个引脚焊点失效，将直接影响整个电路的性能，因此对QFN器件焊点失效分析和改进措施研究显得尤为重要。
1 QFN器件简述一般QFN有正方形外形和矩形两种常见外形。
电极触点中心距常见的有1.27mm、0.65mm、0.5mm。
QFN器件是一种无引脚封装，它有利于降低引脚间的自感应系数，其封装底部中央位置有一个大面积裸露焊盘用来导热，围绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连接的导电引脚。
QFN引脚也称为可焊端，按可焊端分类可分为两种：连续性可焊端和非连续性可焊端。
连续性可焊端的QFN，底部引脚与侧面引脚均进行了镀锡处理。
非连续性可焊端的QFN，底部引脚镀锡处理但是侧面引脚未进行镀锡处理，底部焊脚为主要焊接面，侧边焊点主要起到辅助加固及方便目视检查的作用。
非连续性可焊端的QFN器件制造过程为：成品圆片→划片→装片→焊线→塑封固体→电镀→贴膜→切割→去膜本体分离→测试印字编带→包装标签入库。
IPC标准中要求QFN底部焊盘焊锡浸润良好，无短路空洞现象，对侧面焊点爬锡高度没有明确要求，但在军用产品和适用IPC三级标准产品里面，无论哪种QFN器件，不仅要求底部焊盘焊点浸润良好，无短路空洞现象，对侧面引脚焊锡应满足100%爬锡，只有这样才能让产品获得高稳定高可靠的电气性能和机械性能。
2 QFN器件焊点失效分析影响QFN器件焊点失效现象大致归类可分为：器件本身失效、焊点开裂、焊点空洞、锡少、引脚短路、引脚不上锡。
QFN热沉焊盘空洞形成机理与解决措施
Ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ Ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｖ ｏ ｉ ｄ ｏ ｎ Ｑ Ｆ Ｎ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｐ ａ ｄ
Ｊ Ｉ Ａ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ
ｌ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｘ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ ０ ５ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ｝
路板 ）表 面处理 、元件 焊端表 面处理 的 多元 化 ，出现 了兼容性 问题 ；第三 ，超大超薄Ｉ 汀Ｃ（ Ｂ ｔ ｔ Ｔ。 Ⅲ１ ｉ 。 １ ｌ
Ｃ ｏ ｎ １ ｐ ｏ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔ ，底部焊端元 器件 ）类封装的动 态变形 对组装质量的影响越 来越 大 这 些都导致新的焊接 问题 、新
ｍ ｅａＳＵｒ ｅｓ．
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＱＦ Ｎ； ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ Ｉ ｐ ａ ｄ ； ｖ ｏ ｉ ｄ ； ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｙ
Ｄ ｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｃ ｏ ｄ ｅ ： Ａ Ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｉ Ｄ ： １ ０ ０ １ ． ３ ４ ７ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ ． ０ ０ ６ ０ ． ０ ３
的焊接 不 良现 象 、新 的组装 失效模式 本－ ｌ ｆ ｊ 特邀 《 Ｓ ＭＴ 核心工 艺解析与案例 分析 》作 者、中兴通讯 首席 工艺专
家贾忠 中对电子组装技 术 中出现的 最新 焊接 工艺 问题进行深度解 析 ２ ｛ ） １ ７ 年拟推 出６ 个专题 ，分ｆ １ 期刊载 ，敬请
波峰焊焊接空洞问题的分析与解决对策
波峰焊焊接空洞问题的分析与解决对策摘要：本文主要通过对现阶段波峰焊焊接空洞问题进行分析，来探讨解决波峰焊焊接空洞问题的有效措施，以加强对波峰焊焊接工作的研究，统计实际生产过程中出现的焊接不良率，以针对性措施来提高波峰焊焊接质量，提高企业生产效率，为售后质量提供重要保障，从而规避产品安全隐患，降低生产成本，为企业带来更多的经济效益。
关键词：波峰焊；焊接空洞；有效措施；质量波峰焊可使插件板焊接面直接与高温液态多锡接触，以达到焊接目的，其中高温液态锡一直维持斜面，液态锡在特殊装置下会出现一道道类似波浪的现象。
波峰焊主要是先将元件插入于相应的元件孔中，然后再预涂助焊剂，进行预热，预热的温度应当达到90摄氏度至100摄氏度之间，长度控制在一米左右，波峰焊的温度在220摄氏度至240摄氏度之间，冷却之后切除多余插件脚，然后进行检查。
目前，波峰焊接在制程中质量不够稳定，控制器分厂反馈焊接不良率较高，补焊难度较大，严重影响了企业的生产效率和手和质量，需对其进行深入研究，发现其中出现的问题，并采取有效措施来加以解决。
1.现阶段波峰焊焊接空洞问题分析现阶段，波峰焊焊接空洞问题主要表现在两个方面：一方面是在印制板制程工艺上还有所不足。
主要指的是印制板的排气效果不佳，PCB孔内毛刺需要进行整改，PCB的孔径要予以优化，忽视了对印制板的管理；另一方面则是在无铅波峰焊施工方面有所欠缺，需要进一步优化和改进。
主要指的是应当优化波峰焊焊接工艺的各项参数，未重视对无铅波峰焊焊接设备的维护和保养，在原料的选择上还有一定的问题，没能实施有效的焊料取样分析工作[1]。
1.解决波峰焊焊接空洞问题的有效措施1.优化印制板制程工艺在处理元件紧贴印制板的时候，需要使波峰焊能够进行排气。
可加强和PCB 设计人员的交流与沟通，以不影响PCB电气性为前提，与该电解电容PCB的位号面积范围，增设两个透气孔，以便于气体排除。
与此同时，一方面要整改PCB孔内毛刺，基于PCB工艺制作流程，核实钻孔后未经过粗磨去除孔边波峰。
qfn返修工艺技术
qfn返修工艺技术QFN（Quad Flat No-Lead）是一种集成电路封装技术，它具有体积小、热阻低、兼容性强等优点，广泛应用于电子产品中。
然而，由于其封装结构的复杂性和焊接工艺的要求，QFN也容易出现焊接质量问题，导致产品的返修。
下面将介绍QFN返修工艺技术。
首先，QFN返修的关键是保护芯片不受损。
在返修过程中，需要使用吸热器和风吹枪等专用工具，将QFN封装的芯片从PCB板上分离下来。
吸热器可以帮助快速降低芯片温度，使其与PCB板分离更容易。
然后，使用风吹枪将芯片吹下，并同时用无铅焊锡重新焊接。
其次，在重新焊接QFN芯片时，要注意控制温度和焊接时间。
由于QFN封装结构的独特性，芯片的焊点位于封装底部，需要利用SMT热风炉或红外线炉等设备进行无铅焊接。
在焊接过程中，必须控制温度在合适的范围内，一般为240℃~260℃。
焊接时间一般为10秒~20秒，过长或过短都会对焊接质量造成影响。
另外，QFN返修还需要注意焊锡量的控制。
过少的焊锡会导致芯片与PCB板之间的连接不牢固，容易出现松动和接触不良等问题；过多的焊锡则会造成短路和焊接质量不稳定。
因此，在返修过程中，要精确控制焊锡的量，保证焊点均匀、牢固。
此外，QFN返修还需要注意防静电措施。
静电容易损坏敏感的电子元件，特别是半导体芯片。
因此，返修操作人员需要佩戴防静电手环，并确保工作环境的静电控制，以保护QFN芯片的安全。
最后，QFN返修后需要进行完整的测试和检验，以确保产品的质量。
可以使用普通的测试设备，如万用表和热敏电阻仪等，对焊接连接进行电气测试。
同时，还可使用显微镜对焊接质量进行检查，以确保焊点的完整性和牢固性。
总而言之，QFN返修工艺技术在保护芯片安全、控制温度和焊接时间、控制焊锡量和防静电等方面要求较高。
只有严格按照工艺要求进行操作，才能保证返修后的产品质量稳定。
QFN热沉焊盘空洞形成机理与解决措施
QFN热沉焊盘空洞形成机理与解决措施QFN (Quad Flat No-Lead) 封装是一种集成电路封装形式，常用于小型化和高性能的电子设备中。
在QFN热沉焊盘的制造和使用中，可能会出现空洞的问题，这会导致电路的不稳定性、性能下降甚至损坏。
因此，了解QFN热沉焊盘空洞的形成机理以及相关的解决措施对于保证电子设备的正常运行和可靠性非常重要。
首先，让我们来了解一下QFN热沉焊盘空洞的形成机理。
在热沉焊盘制造过程中，常用的方法是通过电镀铅锡合金在铜基板上形成焊盘。
然而，在电镀过程中，由于一些原因，可能会导致焊盘内部形成空洞。
主要原因有以下几点：1.污染物：在电镀前未对基板进行充分的清洁处理，例如去除油污和其他不纯物质，会导致焊盘内部的空洞形成。
2.电镀条件不当：电镀时的温度、电流密度和电镀液中的添加剂浓度等因素的控制不当，可能导致焊盘内部出现空洞。
3.电镀时间过长：如果电镀时间过长，铅锡合金层可能会过厚，导致焊盘内部形成空洞。
针对QFN热沉焊盘空洞的问题，可以采取以下一些解决措施来提高焊盘质量和可靠性：1.清洁处理：确保在电镀前对基板进行充分的清洁处理，去除油污和其他不纯物质，并保持基板表面干燥。
这可以有效预防污染物对焊盘内部空洞形成的影响。
2.控制电镀条件：合理控制电镀时的温度、电流密度和电镀液中的添加剂浓度等因素，确保它们处于合适的范围内，以减少空洞的形成。
3.优化电镀时间：合理控制电镀时间，确保铅锡合金层的厚度适中，不要过薄或过厚，以减少空洞的形成。
4.质量控制：在生产过程中进行质量控制，例如进行抽样检验和焊盘缺陷分析，及时发现并修复可能导致焊盘空洞的问题。
除了以上这些解决措施，还有一些其他的方法可以帮助减少或避免QFN热沉焊盘空洞的形成，例如使用更高质量的电镀液、改善工艺参数的控制、进行表面处理等等。
综上所述，对于QFN热沉焊盘空洞问题的解决，需要综合考虑多个因素，并采取适当的措施来降低空洞形成的风险，以提高焊盘的质量和可靠性。
第 4 部分：QFN(方形扁平无引脚封装)
图 16：0.65 mm 间距 QFN 过孔扇出和布线
图 17：0.5 mm 间距 QFN 过孔扇出和布线
图 18：0.4 mm 间距 QFN 过孔扇出和布线
7
QFN（方形扁平无引脚封装）元器件
结论
在创建方形扁平无引脚封装 (QFN) 元器件时，应该考虑各个设计方面，包括每个封装特性对 PCB 设计流程 所产生的影响。
图 12 QFN 包含多个散热片和“隐藏的管脚”。一些 QFN 封装包含采用不同形状和尺寸的 3-5 个散热片。
图 13 所示的 QFN 包含删除的管脚，并且管脚 1 位于左下角。在这里，管脚顺序是逆时针的，而不是传统 的顺时针管脚顺序。
图 11：具有不同引脚长度的 QFN
图 12：具有多个散热片和 删除管脚的 QFN
图 9：固晶焊焊盘上的散热垫焊膏层过大
4
QFN（方形扁平无引脚封装）元器件
不要尝试使用干膜阻焊层来遮盖过孔，因为这 会减小焊盘上的焊膏容积和面积。过孔焊盘 采用 0.5 mm 焊盘、0.7 mm 平面间距、0.25 mm 孔，并且不使用热焊盘。通过将过孔置于 1 mm 网格上，可在所有内层和相对侧采用双 0.1 mm 走线／空间布线技术。要实现 1 mm 过孔网格 捕捉，必须将 QFN 置于 0.5 mm 布局网格上。 有关散热垫中的过孔矩阵示例，请参见图 10。
图 6：QFN 元器件封装样式
3
QFN（方形扁平无引脚封装）元器件
散热片在最靠近管脚 1 的位置可能有一个倒角。“焊盘尺 寸”与散热片尺寸的最大容差相等。阻焊层尺寸与焊盘 尺寸保持 1:1 的比例关系。散热片在其他拐角上还可能包 含拐角半径。有关带有倒角和圆角拐角的散热片示例， 请参见图 7。
关于QFN封装芯片焊接的一些心得。
关于QFN封装芯片焊接的一些心得。
本帖最后由月夜宁静于 2014-6-23 00:08 编辑以前自用的B75主板网卡被我插显卡时不慎碰到芯片周边的小元件，把网卡芯片（RTL8111F）搞烧了，后来从淘宝买回来焊上能用就一直没管了。
最近发现网络时通时断，怀疑当初焊接的有虚焊，把主板对着台灯仔细细观察后发现焊接的确实不良，所以认真的对这种超小超密型的QFN芯片焊接研究了一套方法。
共享给新手们一起学习。
----------------------------------------------------------------------------------------------------QFN芯片和BGA芯片类似，都是符合SMT贴装工艺的封装类型，QFN芯片焊盘分为两种，一种是底面和侧面都有上锡粉，这样的芯片比较好焊，基本对好位置吹上去再用刀头烙铁拖一下即可。
但还有一种侧面露铜没有经过上锡处理的，IPOC工艺要求里也没有要求一定要侧面爬锡。
所以包括技嘉和华硕的主板上都有不少这种QFN芯片侧面露铜是没有爬焊的。
比如象RTL8111E/F这种网卡芯片，侧面露铜原厂回流可能就没有爬锡，这样我们在更拆换这种芯片前，就一定要把芯片四周的侧面露铜用烙铁强行刮上锡。
这个很重要。
因为我们手工没办法象工厂刷锡高那样在PCB焊盘上均匀的刷上锡料，所以直接吹焊很容易造成QFN芯片底面和PCB焊盘间假焊虚焊（如果PCB有变形则更容易出现假焊虚焊），如果把PCB焊盘上堆上太多的锡，又容易在吹焊后造成底面连焊。
所以强行把QFN芯片侧面露铜刮上锡后，清理PCB焊盘，然后刷一层焊油，再把QFN芯片对准砍好，然后再用烙铁在芯片四周拖焊一下基本就可以达到要求了。
但是象RTL8111E/F这种侧面露铜面很薄窄的芯片来说，一般的刀头烙铁拖焊时，还是不能保证把侧面露铜和PCB引脚焊盘拖焊上。
怎么办呢有两个办法：一：在QFN芯片已经吹好后，用较细的锡丝在芯片四周转成一圈盖住PCB引脚焊盘，然后用风枪去掉风口吹熔掉这圈锡丝，锡会溶到PCB焊盘上进行爬到QFN芯片上好锡的侧面露铜上。
QFN封装元件组装及质量控制工艺
QFN封装元件组装及质量控制工艺史建卫【摘要】Q FN 封装由于具有良好的电和热性能、体积小、质量轻，在电子产品中被越来越广泛的推广和应用，针对Q FN 封装元件PC B 焊盘设计、焊膏印刷网板开孔设计、贴装工艺、焊接工艺及返修工艺进行了阐述。
%QFN (QuadFlatNo-Lead)Packinghasbeenwidelypromotedandappliedintheelectronic products because of its good electronical and therm al perform ance, sm all volum e and light w eight. In this article, PC B pad design, stencil design for solder paste printing, com ponent m ounting process, reflow soldering and rew ork process ofQ FN packing device w illbe system exposited in detail.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】10页(P21-30)【关键词】Q FN 封装;热焊盘;网板设计;回流焊接;返修【作者】史建卫【作者单位】中兴通讯股份有限公司，广东深圳518057【正文语种】中文【中图分类】TN605近几年来，由于QFN（方形扁平无引脚）封装具有良好的电热性能、体积小且质量轻，其应用正在快速增长。
采用微型引线框架（Micro Lead Frame）的QFN封装和CSP（Chip Size Package）封装有些相似，但元件底部没有焊球，与PCB 的电气和机械连接是通过PCB焊盘上印刷焊膏，经过回流焊形成的焊点来实现的。
QFN封装对工艺提出了新的要求，本文将系统的对其组装及质量控制工艺进行探讨。
QFN接地焊盘焊接空洞减少解决方案
QFN接地焊盘焊接空洞减少解决方案QFN接地焊盘焊接空洞减少解决方案QFN（Quad Flat No-lead Package，方形扁平无引脚封装），表面贴装型封装之一，呈正方形或矩形，封装底部中央位置有一个大面积裸露焊盘用来导热，围绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连结的导电焊盘。
由于QFN封装不像传统的SOIC与TSOP封装那样具有鸥翼状引线，内部引脚与焊盘之间的导电路径短，自感系数以及封装体内布线电阻很低，所以它能提供卓越的电性能。
标签：QFN接地焊盘；焊接空洞；解决方案QFN封装四侧配置有电极触点，由于无引脚，贴装占有面积比QFP 小，高度比QFP 低。
我们以32引脚QFN与传统的28引脚PLCC 封装相比较为例，面积（5mm×5mm）缩小了84%，厚度（0.9mm）降低了80%，重量（0.06g）减轻了95%，电子封装寄生效应也提升了50%，所以非常适合任何一个对尺寸、重量和性能都有的要求的应用，适合应用在手机、数码相机、PDA以及其他便携小型电子设备的高密度印刷电路板上。
Led电源是电源的一种，是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它是提供灯光照明电能和提供计算机中所有部件所需要的电能。
电源IC 种类繁多，它们的共同特点有：（1）工作电压低（2）工作电流不大（3）封装尺寸小（4）完善的保护措施（5）耗电小及关闭电源功能（6）输出电压精度高（7）新型组合式电源IC。
这些特点决定电源产品多半使用QFN形式的IC。
但是生产中我们依然发现了问题，在我厂加工生产的一种型号的电源板中，成品带电老化24h-48h间下线不良率高达3.5%，产品可靠性亟待解决。
对不良品进行了深入的分析，经研究确认，核心电路IC过热是导致产品性能不良的主要原因，此IC采用了QFN封装形式，因为该封装形式的芯片在底部中间都有一个用于散热和接地的裸露焊端，而且这个焊端的面积较大，同时当印刷基板与封装之间产生应力时，在电极接触处就不能得到缓解，也给焊接带来困难。
Indium—《如何降低大焊盘元件的空洞-QFN和LGA空洞的解决方案》
焊片表面含助焊剂涂覆，炉后非常低的助焊剂残留物；
可采用料带包装，SMT贴片设备快速精确贴装；
在回流时，不需要对炉温进行任何的修改；
极低的空洞率，无论是大焊盘或小焊盘；
此外，在SMT仅通过印刷焊膏无法提供足够的焊料用量时，贴
装焊料可以提供精确且可重复的焊料用量，达到增加焊料的作
用。
20
21
• 空洞率在25%-45%之间。
16
解决方案---焊片
• 采用焊片，空洞降到6-14%.
17
焊片与锡膏兼容性问题
实验中采用免洗的锡膏和免洗的助焊剂. 如果锡膏为水洗型，焊片可采用表面不涂覆助焊剂，但是焊接效
果是否达到理想值需要再确认
18
综述
锡膏只需印刷QFN接地焊盘四个角，对锡量的要求是越少越好， 仅作固定焊盘的作用
（1）
（2）
（3）
5
炉温设计对空洞的影响
在实验中，我们采取两种不同的曲线，线性式和平台烘 烤式曲线。
Profile 1
Profile 2
6
无法解决QFN空洞？
7
另一种解决方案－焊片
什么是焊片？
与锡膏相同的属性，相同合金的焊料 SnPb,SAC305等等。
固态，不同的形状，方形，圆形，不规则 形状
焊接效果
焊片中1%助焊剂，相比焊膏，不仅减少了助焊剂的比例，同时 焊片中的助焊剂主要为固体成分，减少了挥发物的含量。
1%的助焊剂即可去除焊盘表面的氧化，帮助形成良好的焊接。 空洞率为3～6%，单个最大空洞约0.7%
15
LGA空洞？
• LGA焊盘----58个2mm 直径的圆形焊盘和76个1.6mm直径 的圆形焊盘，焊盘上有过孔。
如何减少QFN 接地焊盘的焊锡空洞
如何减少QFN 接地焊盘的焊锡空洞有关QFN焊锡空洞的控制在行业内一直是一个难也解决的难题，尤其是中间的接地焊盘，由于尺寸较大并且位于中间，过炉时产生的气泡很难释放出来，从而形成很大的空洞。
但是有一些产品象电源模块对接地焊盘有散热的要求，不允许焊锡空洞过大。
本文主要从焊盘设计方面来探讨如何减小焊锡空洞。
在此之前，有尝试从其他方面去改善，象钢网的设计，锡膏的选择，PCB板的预处理，回流温度曲线的调整等等，但是收效甚微；最终选择了从焊盘设计角度来解决此问题。
材料和工具的准备：QFN的选择：采用如下型号的QFN来作评估；3mm x 3mm 的外形尺寸；0.5mm的I/O 焊盘间距，1.5mm x 1.5mm 的接地焊盘尺寸。
共有12种不同的焊盘形式：A~F没有盲孔；G~L有盲孔；PCB 板焊盘表面处理：有电镀镍/金和涂敷OSP 两种方式。
钢网的设计：类似于焊盘的设计，面积是焊盘的80%。
工艺流程：印刷锡膏到PCB 板------>贴装QFN 到PCB 板------>回流焊接------>X-RAY 检查印刷锡膏到PCB板以下是完成印刷后的图片，有盲孔和没有盲孔印刷效果差不多。
回流焊接：回流焊接温度曲线如下图似：X-ray 检查图片：电镀镍/金焊盘：数据分析和结论：过完回流焊后，用X-ray 量测QFN焊锡空洞的大小，每一组量12个数据，取其平均值来分析：有盲孔焊盘的焊锡空洞比没盲孔焊盘的要大。
仅从没盲孔焊盘设计来看，涂敷OSP比电镀镍/金效果要好。
焊盘设计A,B,F比别的设计要好。
而A,B,F的共同特点是比别的焊盘要小，回流时气泡容易沿着焊盘间隙施放出来。
结论及建议：为了控制QFN接地焊盘焊锡空洞的大小，PCB板最好采用涂敷OSP方式，不要采用盲孔设计并用多焊盘代替一焊盘从而减小焊盘尺寸，当然采用什么样的设计，还得兼顾其他方面的数，如热量的散失等。
通孔铜层空洞的原因和解决方法
通孔铜层空洞的原因和解决方法通孔中导电层空洞的原因大概有两种：沉积的金属不足，或在充分足量的金属沉积后，又因某种原因，失掉部分金属。
不充分的金属沉积可能是由于电镀参数不当引起，如槽液的化学组成，阴极移动，电流，电流密度分布，或电镀时间等等。
本文按照导通孔金属化工艺步骤顺序研究在何处可能出现问题，并导致孔中空洞的步骤来分析这些缺陷和原因。
并借鉴经典的问题分析解决的有用因素，如识别空洞形状，位置等，并指出更正问题的方法。
1、金属化以前步骤可能导致孔中空洞的因素：A、钻孔磨损的钻头或其它不恰当钻孔参数都可能撕裂铜箔与介电层，形成裂缝。
玻璃纤维也可能是被撕裂而非切断。
铜箔是否会从树脂上撕裂，不仅仅取决于钻孔的质量，也取决于铜箔与树脂的粘结强度。
典型的例子是：多层板中氧化层与半固化片的结合往往较介电基材与铜箔的结合力更弱，故多数撕裂都发生在多层板氧化层表面。
在金板中，撕裂都发生在铜箔较为光滑的一面，除非采用”反转处理的铜箔“(revers treated foil)。
氧化面与半固化片不牢固结合，还可能导致更糟的“粉红圈”，即铜的氧化层在酸中溶解。
钻孔孔壁粗糙或孔壁粗糙且有粉红圈都会导致多层结合处的空洞，称之为楔形空洞（wedge woids)或吹气孔(blow holes),"楔形空洞”最初处于结合交界面，它的名称也暗示：形状如“楔”，回缩形成空洞，通常可以被电镀层覆盖。
若铜层覆盖这些沟，铜层后面常常会有水分，在以后的工序中，如热风整平等高温处理，水分（湿气）蒸发和楔形空洞通常一起出现。
根据出现的位置与形状，很容易确认并与其它类型的空洞区分开。
B、去沾污/凹蚀去沾污步骤是用化学方法去掉内层铜上的树脂腻污。
这种腻污最初是由钻孔造成的。
凹蚀是去沾污的进一步深化，即将去掉更多的树脂，使铜从树脂中“突出”，与镀铜层形成“三点结合”或“三面结合”，提高互联可靠性。
高锰酸盐用于氧化树脂，并“蚀刻”之。
首先需要将树脂溶胀，以便于高锰酸盐处理，中和步骤可以去掉锰酸盐残渣，玻璃纤维蚀刻采用不同的化学方法，通常是氢氟酸。
通信空洞的基本原理及解决方法
通信空洞的基本原理及解决方法摘要主要分析通信空洞现象出现后所造成的危害以及通过什么方法进行解决,从理论上分析传感器网络的能量空洞区域,在此基础上,提出一些可以解决通信空洞现象的算法,能够更进一步地有效提高网络寿命,且算法实施方法各异,不同算法会对网络信息有效传输产生不同的影响,对于传感器网络具有指导意义。
关键词通信空洞;原理;解决方案1贪婪路由算法原理及优缺点该类算法只需要本节点、所有邻节点及目标节点的地理位置信息,是一种仅需少量存储的算法。
源节点将数据传给距离目标节点更近的邻节点,依此下去,直至目标节点。
对于中间节点S,通常会有多个邻节点距离目标节点更近。
这些离目标节点更近的邻节点集合称为N(S)。
基于不同的度量标准在N(S)中选择下一跳节点,所得到的贪婪算法具有不同的性能。
目前主要提出的下一跳节点选择策略有以下四种:1)从N(S)中选择距离D最近的节点,如图1中的节点B,从而可使到达目标节点的跳数最少,减少了在节点中因排队、处理而带来的时延。
由于所选择节点处于通信的边缘,它的移动极易造成路由的中断。
2)针对这一问题,可以让节点S从N(S)中选择距离自己最近的邻节点作为下一跳节点,如图1中的节点A,从而降低了节点间相互干扰的可能性。
3)从N(S)中选择节点F,使得∠FSD最小,从而可以缩小数据分组传送的范围。
但该选择策略会出现环路由。
4)为了克服这一缺点,可以将中间节点与目标节点的连线分为两侧区域,随机地从N(F)中选取一侧区域中角度最小的节点作为下一跳节点。
图1下一跳节点选择示意图该算法无须维护全局网络的链路状态信息,每个节点只需要知道周围邻节点的位置信息;每一次转发都是局部决策,可以进行无状态的完全分布式的非端到端的数据转发;不需要存储路由信息表,也不需要发送路由更新信息,只要求准确地存储周围邻节点的状态信息即可,不但节省了能量的消耗,同时也降低了节点的内存、处理要求;提供很好的数据传输保证,具有良好的网络可扩展和鲁棒性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
预成型焊片‐‐‐‐QFN元件空洞解决方案
瞿艳红
铟泰科技有限公司
随着电子行业小型化多功能化发展的趋势，越来越多的多功能，体积小的元件应用于在各种产品上，例如QFN, LGA类元件。
QFN是四侧无引脚偏平封装，呈正方形或矩形，电极焊盘布置在封装底面的四侧，实现电气连接，在封装底部中央有一个大面积裸露焊盘用来导热。
这种封装具有良好的电气性能和散热性能，这主要是因为封装底部的大面积焊盘起散热作用，为了有效地将热量从元件传送到PCB上，在PCB上安装QFN元件的位置，必须设计相应的散热焊盘和散热过孔。
焊盘的面积大，提供可靠的焊接，过孔提供散热途径。
但由于焊接时，散热过孔和大面积焊盘上的锡膏中的助焊剂产生的气体会向外逸出，形成较大的空洞率（如图一空洞率为30%‐40%）。
业界对QFN空洞从钢网，炉温，锡膏上进行了各种优化，效果均不理想。
如何降低QFN元件空洞以保证产品的可靠性，铟泰公司将它业界领先的预成型焊片（Preform）技术应用于QFN接地焊盘以降低空洞。
由于空洞主要与助焊剂出气有关，那么是否可采用低助焊剂含量的焊料？在下面实验中，我们采用相同合金成份的预成型焊片preform‐‐‐SAC305，1%助焊剂，焊片尺寸与散热焊盘的相近，其比例为0.89：1，对比锡膏中11.5%的助焊剂，在散热焊盘上采用预成型焊盘，也就是用preform替代锡膏，期待以通过降低助焊剂的含量来减少出气来得到较低的空洞率。
在钢网开孔上，对于四周焊盘并不需要进行任何的更改，我们只需对散热焊盘的开孔方式进行更改，如下图所示，散热焊盘只需要在四周各开小孔以固定焊盘即可（如图二）。
在回流曲线方面，我们依照实际生产线上的曲线，不做任何更改，过炉后通过x‐ray检测看QFN元件空洞，如下图三所示，空洞率为3～6%，单个最大空洞才0.7%左右。
图一图二图三
通过上述我们看到，使用预成型焊片可以有效地减少空洞，这主要是因为，与锡膏比较，预成型焊片的助焊剂含量降低了5倍。
锡膏中的助焊剂含有溶剂、松香、增稠剂，含有大量挥发物，在高温时容易形成较大的空洞，而预成型焊片中的助焊剂主要是松香，不含溶剂等物质，所以能有效地减少空洞。
预成型焊片在应用方面非常的简单，
z在焊片形状上，它可以制作成矩形、正方形、垫片形和圆盘形，以及不规则形状；
z无需手工涂敷助焊剂，焊片表面含助焊剂涂覆，炉后非常低的助焊剂残留物
z各种包装形式如料盘，瓶装，盒装等，同时它可以利用SMT（表面贴装）贴片设备快速精确贴装；
z在回流时，不需要对炉温进行任何的修改；
z极低的空洞率，无论是大焊盘或小焊盘
z在SMT仅通过印刷焊膏无法提供足够的焊料用量，贴装预成形焊料可以提供精确且可重复的焊料用量来从而达到增加焊料的作用。