《qfn焊接不良解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《qfn焊接不良解析（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 QFN焊接工藝及焊接誤區解析 QFN Soldering Process & Misunderstanding Sunny Xue Mar 12 2015 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 SMT已經成為基礎產業， 與煉鋼、發電類同 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 Cavity PCB Process 印刷錫膏在PCB 凹陷處，距離PCB 表面0.5mm： 錫膏如何印刷？ 元件貼裝有特殊 要求嗎？ 此類工藝應用前 景如何？ 深耕SMTA技術
2、 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 Reel to Reel FPC Reel Load FPC Reel Received Paste Print Mounting Reflow 真真真真空空空空吸吸吸吸ON真真真真空空空空吸吸吸吸ON真真真真空空空空吸吸吸吸ON真真真真空空空空吸吸吸吸OFF真真真真空空空空吸吸吸吸OFF真真真真空空空空吸吸吸吸OFF AOIAOI Reel to Reel的優勢 : 1) 無須治具 載具及人員將軟板貼在載具上等相關作業 2) 避免超薄軟板(0.1mm以下)折痕 磨擦損傷 3) 高端軟板及環境要求嚴苛軟板如後工序做FOG等, 避免人員作
3、業及環境污染 4) 包裝 運輸 及作業條件改善 5) 超薄 高端軟板上游flex film and ILB 工序需求 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 Press-fit Process 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 汽車電子 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 汽車電子 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 汽車電子 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣
4、輝工作室 專業 專心 專職 汽車電子 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 汽車電子 烙铁温度自动测量 统计系统 手动零件整脚设备 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 一個行程結束, 將錫膏鏟起來 , 錫 膏不堆放在鋼板上 . 印印印印刷刷刷刷頭頭頭頭下下下下降降降降刮 刮刮刮刀刀刀刀上上上上升升升升擠擠擠擠出出出出錫錫錫錫膏膏膏膏 鏟鏟鏟鏟刀刀刀刀上上上上揚揚揚揚錫錫錫錫膏膏膏膏落落落落在在在在鋼鋼鋼鋼網網網網上上上上 刮刮刮刮刀刀刀刀下下下下降降降降 印印印印刷刷刷刷印印印印刷刷刷刷頭頭頭頭上上上上升升升升印印印印刷
5、刷刷刷頭頭頭頭回回回回原原原原點點點點鏟鏟鏟鏟刀刀刀刀鏟鏟鏟鏟起起起起錫錫錫錫膏膏膏膏 刮刮刮刮刀刀刀刀頭頭頭頭結結結結構構構構 封閉式印刷頭工作原理 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 業界先進的印刷機自檢工作原理 传统印刷完成后，印刷机使 用camera自动检查印刷偏移 状况，完毕反馈给主控电 脑，指导下一片PCB印刷坐 标。直到得到良好的印刷品 质。 此功能可以为超精密印刷如 pitch0.4mm IC及01005、 03015提供有效保障 設備精細化生產演進之印刷製程 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 設備精
6、細化生產演進之貼裝製程 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 此种QFN FPYR可 以做到99.9%以上 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 QFN Solder Open 散熱Pad a客戶要求散熱Pad 上錫面積不得低於 85% a第二排腳不是短路 就是空焊，頭痛 a第一排腳側面不爬 錫，明明是零件焊錫 性問題，客戶要求一 定要爬錫良好，怎麼 辦？ 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 錫膏熔化過程 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 空焊原
7、因解析 QFN Substrate QFN outside pad 側邊焊墊 QFN內排焊 墊 QFN 中間 thermal pad 鋼板開孔時分 切為4塊 PCB PCB outside pad QFN 中間 thermal pad 鋼板開孔時分 切為4塊 QFN內排焊 墊 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 空焊原因解析 待貼裝的DQFN 完成錫膏印刷的PCB Solder paste錫膏 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 空焊原因解析 待貼裝的DQFN 完成錫膏印刷的PCB 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產
8、業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 空焊原因解析 待貼裝的DQFN 完成錫膏印刷的PCB 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 四七 QFN鋼板開孔設計b 钢板使用Step- down 如整体0.1mm厚 度， 此区域 0.08mm厚 分割成小块或小 圆 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 四七 QFN鋼板開孔設計c 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 四七 QFN鋼板開孔設計d 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 四七 QFN鋼板開孔設計e
9、深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 四七 QFN鋼板開孔設計f 内排开孔倒 圆角 外排钢板开孔 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 24 QFN焊接Profile解析 ? 随着近年QFN封装的大量使用，QFN焊接成为业界共同 面对的课题。特别是单边双排脚的QFN, 主要有两个难题需 解决： ?第二排脚空焊的问题 ?中间散热焊盘（Thermal pad)空洞问题 对于第一个问题，常常伴随的是短路不良。 空焊与短路是 矛盾的统一体。为了避免空焊而增大锡膏量结果又导致短 路。如何才能两者兼顾获得较高的FPYR, 钢板开孔与贴
10、装均 成为关键所在。 钢板开孔请参考本人焊接工艺解析之印刷 制程，可以解决短路与空焊问题。现今也有一些业界的同 仁先贤有意无意的从设计上根除了此问题如下圖 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 中間散熱焊盤的設計 好的設計：中間Thermal pad 切割成小塊，每一塊的面積 均不大於四周焊盤 無經驗的設計：中間Thermal pad 成一大塊，并伴隨大量的散熱 Via.錫膏印刷分割面積一般大於 四周單一Pad-致命的根源 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 24 QFN焊接Profile解析 对于第二个问题，中间The
11、rmal pad空洞是另一个主要缺 陷。中間Thermal pad中因功能需要， 常常Layout一些Via hole, 當芯片工作發熱時， 以便通過焊錫及Via將熱量傳遞到 對面散發出去。也正因如此 ，設計者及客戶常常明確要求散 熱焊盤的錫量覆蓋率及空洞比率。 Thermal pad 中的大量 Void Via Hole Via Hole 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 24 QFN焊接Profile解析 X 業界同仁為此絞盡腦汁，費盡心力研究鋼板開孔方法，但 終究無法根除Void的影響。以下是業界同仁常用的開孔方式 Thermal PadTherm
12、al PadThermal PadThermal Pad 但無論哪一種模式對Void的減少均屬於“靠天吃飯的範疇。原 因是PCB的Via in pad設計本身就容易導致空洞的產生，加之 PCB濕製程中的水汽等更助長了Void在焊點中的存在。 如何才能有效控制Void呢？ 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 24 QFN焊接之Void控制方案 Void克服方案： ?PCB設計不layout via in pad ?如果layout via in pad, 要求PCB廠商塞銅填滿 ?如果PCB廠商不塞銅，注意Via hole內鍍銅厚度，避免破孔 從而導致封存濕
13、氣在PCB內 ?更換低Void產生率的錫膏 ?注意PCB氧化程度的控制-氧化越嚴重，產生Void的機率 越大 CuO + HCL - CuCl2+ H2O 一切都不能改， 如何從回流爐溫度曲線上降低空洞？ 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 24 QFN Void控制方案之溫度曲線設定 Reflow溫度曲線設定時， 將上下溫區設定溫度拉開梯度，也 就是“反燈芯效應”的應用，原理如下： 將每一對兒溫區的下溫區溫度設定較上溫區高一些，如上 溫區180OC, 下溫區設定190OC. 目的是期望PCB溫度較元件 面高， PCB內濕氣預先排出，并使得錫膏溶化后能及時
14、填 充Via內，當錫膏與元件形成焊點時PCB端的錫膏保存Void 機率降低 根據每家公司使用的錫膏不同及PCB品質差異， 溫度可 靈活調整。 配合本人QFN鋼板開孔原理，徹底根除 QFN焊點空焊、短路及空洞缺陷。 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 BGA焊接不良现象 什 么 原 因 造 成 如 此 的 不 良 现 象 ： PReflow温 度 曲 线 设 置 不 当 -温 度 不 够 ， 能 量 不 足 PB
15、GA锡 球 氧 化 ， 锡 膏 污 染 ， 造 成 Non-wetting PPCB在 焊 接 过 程 中 变 形 ； BGA本 体 在 焊 接 过 程 中 变 形 ； 造 成 融 化 时 相 互 接 触 不 到 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 PCB變形量在線測試 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 不良分析 Pad上 锡 膏 是 否 融 化 ？ BGA 锡 球 是 否 融 化 ？ BGA 球 焊 锡 与 PCB pad上 焊 锡 接 触 时 是 否 是 液 态 ？ Yes or No ? Yes or No ?
16、 固 态 or 液 态 ？ Yes Yes 液 态 真因是什么？ 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 ?产品设计固定， 已经无法改动 ?客户的物料或是供应商的物料无替换选择 ?客户抱怨 ?老板发脾气 ?催促生产交货，出现不良又不接受 ?PCB厂商说他没问题； ?锡膏厂商也说自己没问题； ?物料厂商也说没问题 ?Reflow厂商说不管设备的事 ?印刷设备与贴装设备厂商：对不起， 实在帮不上忙 工程技术人员的困扰与价值 深耕SMTA技術 支持中國PCBA產業發展薛廣輝工作室 專業 專心 專職 50 100 150 200 250 Heating Zone Soak Zone Reflow Zone Cooling Zone Reflow Temperature Profile 100200300400 Time sec Temperature OC 溶剂挥发 加热各元件 加热PCB 加热锡膏金颗粒 溶剂继续 挥发 均衡元件及PCB温度 (特别是大元件如BGA) 助焊剂活性剂功能发 挥，
