QFN/DFN封裝技術(shù)難點(diǎn)

一、焊接相關(guān)難點(diǎn)

1. 焊點(diǎn)觀察困難

• QFN/DFN封裝的焊點(diǎn)位于芯片底部，在焊接過(guò)程中很難直接觀察到焊點(diǎn)的形成情況。例如在再流焊接時(shí)，QFN周邊焊點(diǎn)先于熱沉焊盤熔化，聚集并將QFN暫時(shí)性地浮起，隨后熱沉焊盤上焊膏熔化并潤(rùn)濕QFN熱沉焊盤表面，QFN又被拉下，這個(gè)過(guò)程稱為塌落。而這個(gè)過(guò)程難以直接監(jiān)控，QFN尺寸越大，這個(gè)過(guò)程越明顯，并且再流焊接時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)焊接良率影響很大，同時(shí)還與熱沉焊盤上的焊膏覆蓋率、QFN的焊端表面處理、PCB的厚度等因素有關(guān)。

2. 焊接可靠性問(wèn)題

• 接地失效風(fēng)險(xiǎn)：QFN芯片封裝結(jié)構(gòu)特殊，在大規(guī)模生產(chǎn)中提升其焊接良率具有挑戰(zhàn)性。例如，由于其封裝結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致接地連接不穩(wěn)定，在一些電子產(chǎn)品中，如果接地不良會(huì)影響整個(gè)電路的正常運(yùn)行，甚至可能造成設(shè)備故障。這種接地失效可能是由于焊膏的質(zhì)量、焊接工藝參數(shù)（如溫度、時(shí)間等）或者PCB板的設(shè)計(jì)問(wèn)題等多種因素引起的。

• 焊端燒毀現(xiàn)象：QFN這類封裝具有低的底部間隙（Stand - off），再流焊接時(shí)其底部的焊劑殘留物往往呈現(xiàn)“濕的”狀態(tài)，如果相鄰焊端間有高的偏壓，容易造成QFN器件在上電運(yùn)行中出現(xiàn)焊端燒毀的現(xiàn)象。這對(duì)電子產(chǎn)品的安全性和穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，并且在實(shí)際生產(chǎn)和使用過(guò)程中，很難完全避免這種高偏壓情況的出現(xiàn)，所以這是一個(gè)需要重點(diǎn)解決的焊接可靠性問(wèn)題。

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二、封裝工藝難點(diǎn)

1. 側(cè)壁焊錫潤(rùn)濕問(wèn)題（針對(duì)QFN）

• 在汽車等對(duì)安全性和可靠性要求較高的行業(yè)中，使用QFN封裝時(shí)不太容易看到可焊接或外露引腳/端子，無(wú)法確認(rèn)它們是否被成功地焊接在印刷電路板 (PCB)上。封裝邊緣有用于端子、暴露在外的覆銅，這些覆銅很容易被氧化，這使得側(cè)壁焊錫潤(rùn)濕很困難。在使用QFN封裝時(shí)，側(cè)壁焊錫的覆蓋率在50 - 90%之間，這可能導(dǎo)致OEM產(chǎn)生額外成本，因?yàn)椴徽_組裝故障所產(chǎn)生的問(wèn)題，連同組裝過(guò)程具有很明顯的糟糕焊點(diǎn)而產(chǎn)生的真正故障。并且使用X光機(jī)來(lái)檢查高質(zhì)量、可靠焊點(diǎn)會(huì)進(jìn)一步增加成本，或者根本就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

2. 尺寸與精度控制

• QFN/DFN封裝要滿足小型化、高密度封裝的要求，在制作過(guò)程中對(duì)于尺寸和精度的控制難度較大。例如，在基板制備過(guò)程中，需要選擇合適的基板材料并且進(jìn)行精確的表面處理，如防焊處理等。如果尺寸偏差較大，可能會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)與PCB板的焊接或者在整個(gè)電子設(shè)備中的安裝出現(xiàn)問(wèn)題，影響產(chǎn)品的性能和可靠性。而且，DFN封裝的管腳分布在封裝體兩邊且整體外觀為矩形，QFN封裝的管腳分布在封裝體四邊且整體外觀為方形，這種管腳布局和外觀形狀的設(shè)計(jì)在制造過(guò)程中需要精準(zhǔn)控制，以確保每個(gè)管腳的電氣連接性能和物理穩(wěn)定性。

三、檢測(cè)與質(zhì)量控制難點(diǎn)

1. 自動(dòng)視覺(jué)檢查困難（針對(duì)QFN）

• 汽車行業(yè)要求原始設(shè)備制造商 (OEM) 執(zhí)行100%的組裝后自動(dòng)視覺(jué)檢查 (AVI)。但對(duì)于QFN封裝，由于其引腳不易觀察，難以通過(guò)自動(dòng)視覺(jué)檢查來(lái)確保焊接質(zhì)量。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法難以對(duì)QFN封裝的焊點(diǎn)進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的檢測(cè)，這就需要采用更先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)或者對(duì)現(xiàn)有的檢測(cè)方法進(jìn)行改進(jìn)，以滿足對(duì)QFN封裝產(chǎn)品質(zhì)量控制的要求。

2. 整體質(zhì)量一致性保障

• 在大規(guī)模生產(chǎn)中，要確保QFN/DFN封裝的質(zhì)量一致性是比較困難的。因?yàn)榉庋b過(guò)程涉及到多個(gè)工藝環(huán)節(jié)，如基板制備、芯片安裝、焊接等，每個(gè)環(huán)節(jié)中的微小差異都可能導(dǎo)致最終產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)。例如，不同批次的基板材料可能存在細(xì)微的性能差異，或者在焊接過(guò)程中，不同操作人員、不同設(shè)備的焊接參數(shù)可能存在一定的偏差，這些都會(huì)影響到QFN/DFN封裝產(chǎn)品的整體質(zhì)量一致性。

芯片封裝清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

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