《QFN焊盘设计和QFN焊盘设计和工艺指南工艺指南》由会员分享，可在线阅读，更多相关《QFN焊盘设计和QFN焊盘设计和工艺指南工艺指南（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、QFN焊焊盘设计计和工艺艺指南一、基本本介绍QQFN（QQuaddFllatNoLeaad）是是一种相相对比较较新的IIC封装装形式，但但由于其其独特的的优势，其其应用得得到了快快速的增增长。QQFN是是一种无无引脚封封装，它它有利于于降低引引脚间的的自感应应系数，在在高频领领域的应应用优势势明显。QQFN外外观呈正正方形或或矩形，大大小接近近于CSSP，所所以很薄薄很轻。元元件底部部具有与与底面水水平的焊焊端，在在中央有有一个大大面积裸裸露焊端端用来导导热，围围绕大焊焊端的外外围四周周有实现现电气连连接的II/O焊焊端，II/O焊焊端有两两种类型型：一种种只裸露露出元件件底部的的一面，其其它
2、部分分被封装装在元件件内；另另一种焊焊端有裸裸露在元元件侧面面的部分分。QFN采采用周边边引脚方方式使PPCB布布线更灵灵活，中中央裸露露的铜焊焊端提供供了良好好的导热热性能和和电性能能。这些些特点使使QFNN在某些些对体积积、重量量、热性性能、电电性能要要求高的的电子产产品中得得到了重重用。由由于QFFN是一一种较新新的ICC封装形形式，IIPC-SM-7822等PCCB设计计指南上上都未包包含相关关内容，本本文可以以帮助指指导用户户进行QQFN的的焊盘设设计和生生产工艺艺设计。但但需要说说明的是是本文只只是提供供一些基基本知识识供参考考，用户户需要在在实际生生产中不不断积累累经验，优优化焊
3、盘盘设计和和生产工工艺设计计方案，以以取得令令人满意意的焊接接效果。二、QFFN封装装描述QQFN的的外形尺尺寸可参参考其产产品手册册，它符符合一般般工业标标准。QQFN通通常采用用JEDDEC MO-2200系列标标准外形形，在焊焊盘设计计时可以以参考这这些外形形尺寸（示示例如图图1）。此主题相相关图片片如下：三、通用用设计指指南QFFN的中中央裸焊焊端和周周边I/O焊端端组成了了平坦的的铜引线线结构框框架，再再用模铸铸树脂将将其浇铸铸在树脂脂里固定定，底面面露出的的中央裸裸焊端和和周边II/O焊焊端，均均须焊接接到PCCB上。PCB焊盘设计应该适应工厂的实际工艺能力，以求取得最大的工艺窗口
4、，得到良好的高可靠性焊点。需要说明的是中央裸焊端的焊接，通过“锚”定元件，不仅可以获得良好的散热效果，还可以增强元件的机械强度，有利于提高周边I/O焊端的焊点可靠性。针对QFN中央裸焊端而设计的PCB散热焊盘，应设计导热过孔连接到PCB内层隐藏的金属层。这种通过过孔的垂直散热设计，可以使QFN获得完美的散热效果。四、焊盘盘设计指指南1、周周边I/O焊盘盘PCBB I/O焊盘盘的设计计应比QQFN的的I/OO焊端稍稍大一点点，焊盘盘内侧应应设计成成圆形以以配合焊焊端的形形状，详详细请参参考图22和表11。如果果PCBB有设计计空间，II/O焊焊盘的外外延长度度（Toout）大大于0.15mmm，
5、可可以明显显改善外外侧焊点点形成，如如果内延延长度（TTin）大大于0.05mmm，则则必须考考虑与中中央散热热焊盘之之间保留留足够的的间隙，以以免引起起桥连。此主题相相关图片片如下：此主题相相关图片片如下：2、中央央散热焊焊盘中央央散热焊焊盘应设设计比QQFN中中央裸焊焊端各边边大0-0.115mmm，即总总的边长长大出00-0.3mmm，但是是中央散散热焊盘盘不能过过分的大大，否则则，会影影响与II/O焊焊盘之间间的合理理间隙，使使桥连概概率增加加。此间间隙最小小为0.15mmm，可可能的话话，最好好是0.25mmm或更更大。33、散热热过孔散热过孔孔应按11.0mmm-11.2mmm的间
6、间隙均匀匀分布在在中央散散热焊盘盘上，过过孔应连连通到PPCB内内层的金金属接地地层上，过过孔直径径推荐为为0.33mm-0.333mmm。虽然增增加过孔孔（减小小过孔间间隙），表表面上看看好象可可以改善善热性能能，但因因为增加加过孔的的同时也也增加了了热气回回来的通通道，所所以实际际效果不不确定，需需要根据据实际PPCB的的情况来来决定（如如PCBB散热焊焊盘尺寸寸、接地地层）。4、阻焊层设计目前有两种阻焊层设计类型：SMD（Solder Mask Defined）和NSMD（Non-Solder Mask Defined）。SMD：阻焊层开口小于金属焊盘；NSMD：阻焊层开口大于金属焊盘。
7、由于在铜腐蚀工艺中更易控制，所以NSMD工艺更优选。而且SMD工艺会使焊盘阻焊层与金属层重叠区域压力集中，在极端疲劳条件下容易使焊点开裂。采用NSMD工艺则使焊锡围绕在金属焊盘边缘，可以明显改善焊点的可靠性。由于以上原因，在中央散热焊盘和周边I/O焊盘的阻焊层设计中一般都推荐采用NSMD工艺。但是，在尺寸相对比较大的中央散热焊盘阻焊层设计中应该采用SMD工艺。在采用NSMD工艺时，阻焊层开口应比焊盘大120um-150um，即在阻焊层与金属焊盘之间留有60um-75um的间隙，弧形焊盘应设计相应的弧形阻焊层开口与之匹配，特别是在拐角处应有足够的阻焊层以阻止桥连。每个I/O焊盘应单独设计阻焊层开
8、口，这样可以使I/O相邻焊盘之间布满阻焊层，阻止相邻焊盘之间形成桥连。但是，针对I/O焊盘宽度为0.25mm，间距只有0.4mm的细间距QFN，只能将处于一边的所有I/O焊盘统一设计一个大的开口，这样I/O相邻焊盘之间就没有了阻焊层。此主题相相关图片片如下：有些QFFN的中中央裸焊焊端设计计过大，使使得与周周边I/O焊端端之间的的间隙很很小，很很容易引引起桥连连。在这这种情况况下，PPCB散散热焊盘盘的阻焊焊层设计计应采用用SMDD工艺，即即阻焊层层开口应应每边缩缩小1000umm，以增增加中央央散热焊焊盘与II/O焊焊盘之间间的阻焊焊层面积积。阻焊焊层应覆覆盖散热热焊盘上上的过孔孔，以防防止
9、焊锡锡从散热热过孔中中流失，使使QFNN中央裸裸焊端与与PCBB中央散散热焊盘盘之间形形成空焊焊。过孔孔阻焊层层的直径径应比过过孔直径径大1000umm，建议议在PCCB背面面涂布阻阻焊油堵堵塞过孔孔，这样样可以在在正面散散热焊盘盘上会形形成许多多空洞，这这些空洞洞有利于于在回流流焊接过过程中释释放气体体，并围围绕过孔孔形成更更大的气气泡，需需要特别别说明的的是，这这些气泡泡的存在在不会影影响热性性能、电电性能和和焊点可可靠性，是是可以接接受的。五、钢网网设计11、周边边I/OO焊盘漏漏孔设计计周边II/O焊焊盘上回回流焊后后形成的的焊点应应有大约约50-75uum的高高度，钢钢网设计计是保证
10、证形成最最优最可可靠焊点点的第一一步。钢钢网漏孔孔尺寸与与I/OO焊盘尺尺寸推荐荐采用11：1的的比例，针针对I/O间距距在0.4mmm及以下下的细间间距QFFP，钢钢网漏孔孔宽度应应稍微内内缩一点点，以避避免相邻邻I/OO焊盘之之间引起起桥连。漏漏孔的长长（L）、宽宽（W）、厚厚（T）尺尺寸需符符合以下下比例：面积比比= LLW/22T(LL+W) 00.666，宽厚厚比= W/TT1.5.22、中央央散热焊焊盘的漏漏孔设计计为了保保证获得得合适的的焊锡膏膏量，宜宜采用网网状漏孔孔阵列取取代一个个大的漏漏孔，每每个小漏漏孔的形形状可以以是圆形形或方形形，大小小无严格格要求，只只要保证证焊锡膏
11、膏的覆盖盖面积在在50%-800%之间间。散热热焊盘上上焊锡膏膏的量的的控制是是否合适适，对周周边I/O焊盘盘能否形形成良好好的焊点点有巨大大的影响响。3、钢钢网类型型和厚度度推荐采采用不锈锈钢片激激光切割割法，漏漏孔孔壁壁需电解解抛光，漏漏孔形状状呈梯形形，上小小下大。电电解抛光光可以使使漏孔孔孔壁更光光滑，减减少摩擦擦，有利利于焊锡锡膏脱模模和成形形。梯形形漏孔不不仅有助助于焊锡锡膏脱模模，而且且，印刷刷后成形形稳定性性好，有有利于保保证贴片片精度。针对0.5mm及以下细间距的QFN，钢网厚度推荐采用0.125mm，而大间距的QFN，钢网厚度可以增至0.15mm-0.2mm。六、回流流焊接
12、由由于QFFN较低低的安装装高度，推推荐采用用Typpe3型型符合AANSII/J-STDD-0005要求求的免洗洗型焊锡锡膏，回回流焊接接过程中中推荐使使用氮气气保护。图3是推荐的回流焊接温度曲线，请根据实际情况再作调整以达最优效果。此主题相相关图片片如下：七、焊点点标准QQFN封封装的特特点就是是“底面即即焊端”，在IIPC/EIAAJ-SSTD-0011C标准准的9.2.66.4部部分，“电气和和电子装装配焊接接要求”中有相相关描述述，焊接接要求见见图4和和表2，需需要特别别说明的的是，针针对“底面即即焊端”的QFFN元件件，元件件侧面焊焊点爬高高无任何何要求，只只要求控控制元件件底面焊
13、焊点的长长度、宽宽度和厚厚度，也也就是说说针对“I/OO焊端只只裸露出出元件底底部的一一面，没没有裸露露在元件件侧面的的部分”的QFFN元件件，I/O焊端端趾部焊焊点根本本无法形形成，所所以我们们看不到到侧面焊焊点，不不能采用用显微镜镜或放大大镜检验验，只能能使用XX-RAAY检验验。此主题相相关图片片如下：此主题相相关图片片如下：八、返工工指南QQFN安安装到PPCB上上以后，只只能通过过X-RRAY进进行透视视检查其其焊点是是否有气气泡、锡锡球或其其它不良良缺陷，包包括检查查焊点的的形状和和尺寸。通通过传统统的电烙烙铁补焊焊返工，只只能对外外露部分分焊点有有效，如如果QFFN底部部焊点存存
14、在缺陷陷，只能能将元件件拆除后后返工。尽尽管QFFN元件件很小，但但拆除和和返工都都是可以以手工完完成的，但但这是一一项具有有挑战性性的工作作。因为为QFNN元件本本身体积积很小，它它们又通通常被贴贴装在又又轻又薄薄元件密密集度又又高的PPCB上上。以下下的返工工指南可可以帮助助你轻松松提高QQFN元元件返工工的成功功率。11、烘烤烤开始返返工之前前，需要要将PCCBA在在1255的温度度下烘烤烤至少224小时时，以除除去PCCB和元元件的潮潮气。22、拆除除元件拆拆除元件件的温度度曲线最最好与装装配元件件时的回回流焊温温度曲线线一致，但但是，焊焊锡液相相线以上上的时间间可以适适当减少少，只要
15、要能保证证完成焊焊锡回流流就可以以了。推推荐在PPCBAA底面用用对流方方式加热热，PCCBA顶顶部用热热风喷嘴嘴对元件件本体加加热。底底部加热热盘的温温度设置置为2335-3325，PCCBA底底部离加加热盘间间隙为225mmm，如图图5和图图6所示示。此主题相相关图片片如下：在开启喷喷嘴的热热风之前前，PCCBA须须从1-3/miin的速速度被加加热到5555，喷嘴嘴吹出的的热风温温度大约约为4225。为慎慎重起见见，可以以先用吸吸锡带将将元件周周边可见见焊点的的焊锡清清除。热热风开启启以后将将喷嘴下下降到离离元件115-225mmm的位置置（如图图7）。当当回流温温度达到到以后，可可以应用用边缘加加热系统统向元件件底部缝缝隙中吹吹热气，有有利于面面积较大大的中央央散热焊焊点的熔熔化。加加热的同同时，可可以在QQFN元元件的角角上插入入尖头镊镊子，轻轻轻用力力往上挑挑元件，这这样一旦旦所有焊焊点的焊焊锡都熔熔化时，元元件就可可以被挑挑起。（如如图8）因为QFN元件很小很轻，所以要严密注意控制加热时间，避免QFN元件过度受热损坏，同时，应注意避免对周边元件的受热影响。一旦元件全部回流完成，用真空吸嘴或镊子将元件移除，真空压力宜设为小于380mmHg，以防止在元件未充分回流而过早吸取元件时,使PCB焊盘剥离损坏（如图9、图10）。此主题相相关图片片如下：3、清理理焊盘
