雙排0.5mm間距QFN裝配可靠性工藝研究

鄒文忠+李承虎

摘 要：隨著電子元器件日新月異的發(fā)展，QFN器件已經(jīng)發(fā)展為雙排中心間距0.5mm封裝形式，且體積較小，適用于高密度板級(jí)電路設(shè)計(jì)需求，但這種封裝的發(fā)展對(duì)組裝工藝技術(shù)提出更高的要求。如何進(jìn)行該器件的鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化焊接工藝參數(shù)已成為急需解決的重要課題，本文主要以一種無(wú)鉛QFN器件為例詳細(xì)講述雙排微間距QFN的組裝工藝方法。

關(guān)鍵詞：雙排QFN 網(wǎng)板 可焊性

中圖分類號(hào)：TN405 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（b）-0021-02

雙排QFN是基于常規(guī)QFN封裝器件發(fā)展的新型封裝器件，尺寸較小，點(diǎn)陣較多，常用引腳表面涂層為：Sn（e3）或NiPaAu（e4）成分，均屬于無(wú)鉛器件的。常見元器件鍍層見表1。

在有鉛和無(wú)鉛器件混裝的條件下，對(duì)焊接參數(shù)更高更加精確，以一款4路獨(dú)立通道的直接數(shù)字頻率合成器（DDS）為例，該器件在相位、頻率、幅度可控制，最高工作頻率可達(dá)1 GHz，具有固有的同步性，支持多設(shè)備同步，其封裝形式如下圖，鍍層代碼為e4，預(yù)電鍍：NiPdAu成分，器件焊盤中心間距為0.5 mm，焊盤尺寸為0.25 mm×0.25 mm，焊盤之間的間距也僅僅只有0.25 mm，裝配系數(shù)復(fù)雜，對(duì)印制板設(shè)計(jì)、焊膏印刷、焊接參數(shù)設(shè)置提出了更高的要求。

1 印制板設(shè)計(jì)要求

焊盤尺寸直徑設(shè)計(jì)為0.25 mm，間距與器件本體相一致為0.5 mm；每個(gè)焊端采用單獨(dú)焊盤，布線時(shí)焊盤可直接走線或通過(guò)過(guò)孔走線，焊盤上不可設(shè)置過(guò)孔，過(guò)孔應(yīng)位于周邊四個(gè)焊盤的中間位置；所有過(guò)孔均用阻焊膜覆蓋，應(yīng)用NSMD的阻焊方式即阻焊層圍繞銅箔焊盤幷留有間隙，阻焊橋完整無(wú)脫落現(xiàn)象；印制板熱風(fēng)整平時(shí)，必須保證焊盤表面平整度，印制板翹曲度不能超過(guò)0.5%。

2 網(wǎng)板優(yōu)化設(shè)計(jì)要求

網(wǎng)板厚度、開孔設(shè)計(jì)直接影響焊膏釋放率，參照IPC7525標(biāo)準(zhǔn)要求，網(wǎng)板開口尺寸應(yīng)滿足如下要求：

孔徑比即W/T﹥1.5；開口面積/開口四周孔壁面積比﹥0.66，對(duì)于圓形孔，面積比公式為D/4T；對(duì)于矩形孔，面積比公式為L(zhǎng)W/（2（L+W）T）。L：開口長(zhǎng)度；W：開口寬度；T：網(wǎng)板厚度；D：圓形開口直徑。

如采用上述參數(shù)方式開孔還存在以下缺陷：多點(diǎn)陣焊盤尺寸較小僅為0.25×0.25 mm，導(dǎo)致部分焊盤焊膏漏錫不均勻，焊點(diǎn)焊料較少有虛焊現(xiàn)象發(fā)生；四周小孔部分焊盤焊料過(guò)少，中間接地孔焊料過(guò)多，器件被抬高，導(dǎo)致焊接后四周焊點(diǎn)可靠性降低。

針對(duì)這兩種缺陷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)激光切割法網(wǎng)板進(jìn)行優(yōu)化處理，采取網(wǎng)板厚度0.10 mm，焊盤開空擴(kuò)大10%，方孔四周倒0.06 mm圓角，孔壁采用電拋光方法處理；接地處開孔由大方孔改為0.28X0.28小方孔。

3 絲網(wǎng)印刷設(shè)置

刮刀角度選擇在45～60°；印刷速度為10～20 mm/s；脫模速度設(shè)定在0.5～1 mm/s；脫模距離為2～3 mm，每印刷一塊印制板應(yīng)對(duì)網(wǎng)板進(jìn)行自動(dòng)清洗。

焊接參數(shù)控制要求：

該器件屬于3級(jí)濕敏塑封元器件，裝配前應(yīng)縮短開包使用的有效期限，提高材料使用前需烘烤的可能性。如從潮濕空氣中吸收水分，潮氣擴(kuò)散進(jìn)入封裝內(nèi)部在材料結(jié)合處聚集凝結(jié)，當(dāng)經(jīng)過(guò)再流焊爐高溫焊接時(shí)水汽蒸發(fā)，蒸發(fā)壓力在封裝內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致器件封裝出現(xiàn)分層現(xiàn)象，更嚴(yán)重現(xiàn)象是產(chǎn)生“爆米花”式的開裂。如開包時(shí)間超過(guò)一周，且存放條件達(dá)不到10%以內(nèi)，推薦烘烤條件：120±5 ℃，烘烤8h，以避免器件焊接后產(chǎn)生裂紋影響器件的可靠性能。

眾所周知：元器件焊接是依靠在接合界面上的原子相互擴(kuò)散形成合金層，這種以合金元素按原子量的比例以化學(xué)結(jié)合的方式結(jié)合在一起，達(dá)到良好的導(dǎo)電性和持久的機(jī)械連接強(qiáng)度，這種冶金反應(yīng)形成的物質(zhì)叫做金屬間化合物（或IMC）。但金屬間化合物的形成隨焊接溫度的不同而形成的化合物的成分也不同，合金層厚度的生長(zhǎng)速度一般遵守于擴(kuò)散定律，近似：W2=2Dt。W表示合金層的厚度，D擴(kuò)散系數(shù)，t表示擴(kuò)散系數(shù)。

實(shí)驗(yàn)證明：如果焊接溫度過(guò)低，形成的合金層太薄，形成冷焊點(diǎn)，焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度不夠；相反，如果溫度過(guò)高，形成的合金層太厚，焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度反之會(huì)降低，通常焊接合金層的厚度在2～4 μm屬于正常范圍要求。

對(duì)于再流曲線設(shè)置：有鉛可焊性要求為焊膏熔點(diǎn)183 ℃，基板和電子元器件對(duì)溫度的最高耐受能力為240 ℃，再流焊接峰值溫度為210～230 ℃；無(wú)鉛可焊性要求為焊膏熔點(diǎn)217 ℃，電子元器件對(duì)最高耐受能力溫度為260 ℃，再流焊接峰值溫度為235～245 ℃。因此，對(duì)于混裝工藝有鉛焊膏無(wú)鉛焊端可焊性要求，再流焊接峰值溫度設(shè)置230～235 ℃最為適宜。

溫區(qū)設(shè)置：升溫區(qū)≤3 ℃/S，

保溫區(qū)：溫度120.0～160 ℃上升時(shí)間60～80s，

再流區(qū)：210～235 ℃，50～60 s，

溫度曲線如圖2。

4 效果檢查及焊點(diǎn)實(shí)效分析

表面貼裝器件焊點(diǎn)承擔(dān)了電氣、熱學(xué)以及機(jī)械連接的多重作用，并且一直是產(chǎn)品可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，因此焊接后對(duì)焊點(diǎn)的檢測(cè)不可忽視，雙排QFN是四側(cè)扁平多點(diǎn)陣無(wú)引腳封裝，焊點(diǎn)在器件的底部，用X射線檢查焊點(diǎn)可靠性情況，觀察有無(wú)短路、氣泡、錫珠現(xiàn)象，判斷爐溫曲線設(shè)置的合理性。

另外，導(dǎo)致焊點(diǎn)失效的原因還有以下幾點(diǎn)：焊點(diǎn)上焊料均勻度，導(dǎo)致焊料熔化后部分焊點(diǎn)未生成合金；器件與PCB間整體熱膨脹系數(shù)失配，誘發(fā)各種應(yīng)力；器件和PCB在厚度方向與表面區(qū)域出現(xiàn)溫度梯度。在裝配過(guò)程中，應(yīng)做好各個(gè)環(huán)節(jié)的管理和控制，以達(dá)到所需的焊接效果。

5 結(jié)語(yǔ)

多點(diǎn)陣微間距QFN封裝的發(fā)展，使得器件在體積上有了更小的變化，在功能上更加強(qiáng)大，QFN封裝器件的發(fā)展也給板級(jí)電路高密度發(fā)展提供了必備的物質(zhì)資源，同時(shí)對(duì)組裝技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，只有不斷的深入開展電子工藝技術(shù)研究工作，才能提升電子產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊融融.現(xiàn)代電子裝聯(lián)技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[2] 王文利，吳波，梁永生.QFN器件組裝工藝缺陷的分析與解決[J].電子工藝技術(shù)，2007，28（5）：261-263.endprint

摘 要：隨著電子元器件日新月異的發(fā)展，QFN器件已經(jīng)發(fā)展為雙排中心間距0.5mm封裝形式，且體積較小，適用于高密度板級(jí)電路設(shè)計(jì)需求，但這種封裝的發(fā)展對(duì)組裝工藝技術(shù)提出更高的要求。如何進(jìn)行該器件的鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化焊接工藝參數(shù)已成為急需解決的重要課題，本文主要以一種無(wú)鉛QFN器件為例詳細(xì)講述雙排微間距QFN的組裝工藝方法。

關(guān)鍵詞：雙排QFN 網(wǎng)板 可焊性

中圖分類號(hào)：TN405 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（b）-0021-02

雙排QFN是基于常規(guī)QFN封裝器件發(fā)展的新型封裝器件，尺寸較小，點(diǎn)陣較多，常用引腳表面涂層為：Sn（e3）或NiPaAu（e4）成分，均屬于無(wú)鉛器件的。常見元器件鍍層見表1。

在有鉛和無(wú)鉛器件混裝的條件下，對(duì)焊接參數(shù)更高更加精確，以一款4路獨(dú)立通道的直接數(shù)字頻率合成器（DDS）為例，該器件在相位、頻率、幅度可控制，最高工作頻率可達(dá)1 GHz，具有固有的同步性，支持多設(shè)備同步，其封裝形式如下圖，鍍層代碼為e4，預(yù)電鍍：NiPdAu成分，器件焊盤中心間距為0.5 mm，焊盤尺寸為0.25 mm×0.25 mm，焊盤之間的間距也僅僅只有0.25 mm，裝配系數(shù)復(fù)雜，對(duì)印制板設(shè)計(jì)、焊膏印刷、焊接參數(shù)設(shè)置提出了更高的要求。

1 印制板設(shè)計(jì)要求

焊盤尺寸直徑設(shè)計(jì)為0.25 mm，間距與器件本體相一致為0.5 mm；每個(gè)焊端采用單獨(dú)焊盤，布線時(shí)焊盤可直接走線或通過(guò)過(guò)孔走線，焊盤上不可設(shè)置過(guò)孔，過(guò)孔應(yīng)位于周邊四個(gè)焊盤的中間位置；所有過(guò)孔均用阻焊膜覆蓋，應(yīng)用NSMD的阻焊方式即阻焊層圍繞銅箔焊盤幷留有間隙，阻焊橋完整無(wú)脫落現(xiàn)象；印制板熱風(fēng)整平時(shí)，必須保證焊盤表面平整度，印制板翹曲度不能超過(guò)0.5%。

2 網(wǎng)板優(yōu)化設(shè)計(jì)要求

網(wǎng)板厚度、開孔設(shè)計(jì)直接影響焊膏釋放率，參照IPC7525標(biāo)準(zhǔn)要求，網(wǎng)板開口尺寸應(yīng)滿足如下要求：

孔徑比即W/T﹥1.5；開口面積/開口四周孔壁面積比﹥0.66，對(duì)于圓形孔，面積比公式為D/4T；對(duì)于矩形孔，面積比公式為L(zhǎng)W/（2（L+W）T）。L：開口長(zhǎng)度；W：開口寬度；T：網(wǎng)板厚度；D：圓形開口直徑。

如采用上述參數(shù)方式開孔還存在以下缺陷：多點(diǎn)陣焊盤尺寸較小僅為0.25×0.25 mm，導(dǎo)致部分焊盤焊膏漏錫不均勻，焊點(diǎn)焊料較少有虛焊現(xiàn)象發(fā)生；四周小孔部分焊盤焊料過(guò)少，中間接地孔焊料過(guò)多，器件被抬高，導(dǎo)致焊接后四周焊點(diǎn)可靠性降低。

針對(duì)這兩種缺陷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)激光切割法網(wǎng)板進(jìn)行優(yōu)化處理，采取網(wǎng)板厚度0.10 mm，焊盤開空擴(kuò)大10%，方孔四周倒0.06 mm圓角，孔壁采用電拋光方法處理；接地處開孔由大方孔改為0.28X0.28小方孔。

3 絲網(wǎng)印刷設(shè)置

刮刀角度選擇在45～60°；印刷速度為10～20 mm/s；脫模速度設(shè)定在0.5～1 mm/s；脫模距離為2～3 mm，每印刷一塊印制板應(yīng)對(duì)網(wǎng)板進(jìn)行自動(dòng)清洗。

焊接參數(shù)控制要求：

該器件屬于3級(jí)濕敏塑封元器件，裝配前應(yīng)縮短開包使用的有效期限，提高材料使用前需烘烤的可能性。如從潮濕空氣中吸收水分，潮氣擴(kuò)散進(jìn)入封裝內(nèi)部在材料結(jié)合處聚集凝結(jié)，當(dāng)經(jīng)過(guò)再流焊爐高溫焊接時(shí)水汽蒸發(fā)，蒸發(fā)壓力在封裝內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致器件封裝出現(xiàn)分層現(xiàn)象，更嚴(yán)重現(xiàn)象是產(chǎn)生“爆米花”式的開裂。如開包時(shí)間超過(guò)一周，且存放條件達(dá)不到10%以內(nèi)，推薦烘烤條件：120±5 ℃，烘烤8h，以避免器件焊接后產(chǎn)生裂紋影響器件的可靠性能。

眾所周知：元器件焊接是依靠在接合界面上的原子相互擴(kuò)散形成合金層，這種以合金元素按原子量的比例以化學(xué)結(jié)合的方式結(jié)合在一起，達(dá)到良好的導(dǎo)電性和持久的機(jī)械連接強(qiáng)度，這種冶金反應(yīng)形成的物質(zhì)叫做金屬間化合物（或IMC）。但金屬間化合物的形成隨焊接溫度的不同而形成的化合物的成分也不同，合金層厚度的生長(zhǎng)速度一般遵守于擴(kuò)散定律，近似：W2=2Dt。W表示合金層的厚度，D擴(kuò)散系數(shù)，t表示擴(kuò)散系數(shù)。

實(shí)驗(yàn)證明：如果焊接溫度過(guò)低，形成的合金層太薄，形成冷焊點(diǎn)，焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度不夠；相反，如果溫度過(guò)高，形成的合金層太厚，焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度反之會(huì)降低，通常焊接合金層的厚度在2～4 μm屬于正常范圍要求。

對(duì)于再流曲線設(shè)置：有鉛可焊性要求為焊膏熔點(diǎn)183 ℃，基板和電子元器件對(duì)溫度的最高耐受能力為240 ℃，再流焊接峰值溫度為210～230 ℃；無(wú)鉛可焊性要求為焊膏熔點(diǎn)217 ℃，電子元器件對(duì)最高耐受能力溫度為260 ℃，再流焊接峰值溫度為235～245 ℃。因此，對(duì)于混裝工藝有鉛焊膏無(wú)鉛焊端可焊性要求，再流焊接峰值溫度設(shè)置230～235 ℃最為適宜。

溫區(qū)設(shè)置：升溫區(qū)≤3 ℃/S，

保溫區(qū)：溫度120.0～160 ℃上升時(shí)間60～80s，

再流區(qū)：210～235 ℃，50～60 s，

溫度曲線如圖2。

4 效果檢查及焊點(diǎn)實(shí)效分析

表面貼裝器件焊點(diǎn)承擔(dān)了電氣、熱學(xué)以及機(jī)械連接的多重作用，并且一直是產(chǎn)品可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，因此焊接后對(duì)焊點(diǎn)的檢測(cè)不可忽視，雙排QFN是四側(cè)扁平多點(diǎn)陣無(wú)引腳封裝，焊點(diǎn)在器件的底部，用X射線檢查焊點(diǎn)可靠性情況，觀察有無(wú)短路、氣泡、錫珠現(xiàn)象，判斷爐溫曲線設(shè)置的合理性。

另外，導(dǎo)致焊點(diǎn)失效的原因還有以下幾點(diǎn)：焊點(diǎn)上焊料均勻度，導(dǎo)致焊料熔化后部分焊點(diǎn)未生成合金；器件與PCB間整體熱膨脹系數(shù)失配，誘發(fā)各種應(yīng)力；器件和PCB在厚度方向與表面區(qū)域出現(xiàn)溫度梯度。在裝配過(guò)程中，應(yīng)做好各個(gè)環(huán)節(jié)的管理和控制，以達(dá)到所需的焊接效果。

5 結(jié)語(yǔ)

多點(diǎn)陣微間距QFN封裝的發(fā)展，使得器件在體積上有了更小的變化，在功能上更加強(qiáng)大，QFN封裝器件的發(fā)展也給板級(jí)電路高密度發(fā)展提供了必備的物質(zhì)資源，同時(shí)對(duì)組裝技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，只有不斷的深入開展電子工藝技術(shù)研究工作，才能提升電子產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊融融.現(xiàn)代電子裝聯(lián)技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[2] 王文利，吳波，梁永生.QFN器件組裝工藝缺陷的分析與解決[J].電子工藝技術(shù)，2007，28（5）：261-263.endprint

摘 要：隨著電子元器件日新月異的發(fā)展，QFN器件已經(jīng)發(fā)展為雙排中心間距0.5mm封裝形式，且體積較小，適用于高密度板級(jí)電路設(shè)計(jì)需求，但這種封裝的發(fā)展對(duì)組裝工藝技術(shù)提出更高的要求。如何進(jìn)行該器件的鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化焊接工藝參數(shù)已成為急需解決的重要課題，本文主要以一種無(wú)鉛QFN器件為例詳細(xì)講述雙排微間距QFN的組裝工藝方法。

關(guān)鍵詞：雙排QFN 網(wǎng)板 可焊性

中圖分類號(hào)：TN405 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（b）-0021-02

雙排QFN是基于常規(guī)QFN封裝器件發(fā)展的新型封裝器件，尺寸較小，點(diǎn)陣較多，常用引腳表面涂層為：Sn（e3）或NiPaAu（e4）成分，均屬于無(wú)鉛器件的。常見元器件鍍層見表1。

在有鉛和無(wú)鉛器件混裝的條件下，對(duì)焊接參數(shù)更高更加精確，以一款4路獨(dú)立通道的直接數(shù)字頻率合成器（DDS）為例，該器件在相位、頻率、幅度可控制，最高工作頻率可達(dá)1 GHz，具有固有的同步性，支持多設(shè)備同步，其封裝形式如下圖，鍍層代碼為e4，預(yù)電鍍：NiPdAu成分，器件焊盤中心間距為0.5 mm，焊盤尺寸為0.25 mm×0.25 mm，焊盤之間的間距也僅僅只有0.25 mm，裝配系數(shù)復(fù)雜，對(duì)印制板設(shè)計(jì)、焊膏印刷、焊接參數(shù)設(shè)置提出了更高的要求。

1 印制板設(shè)計(jì)要求

焊盤尺寸直徑設(shè)計(jì)為0.25 mm，間距與器件本體相一致為0.5 mm；每個(gè)焊端采用單獨(dú)焊盤，布線時(shí)焊盤可直接走線或通過(guò)過(guò)孔走線，焊盤上不可設(shè)置過(guò)孔，過(guò)孔應(yīng)位于周邊四個(gè)焊盤的中間位置；所有過(guò)孔均用阻焊膜覆蓋，應(yīng)用NSMD的阻焊方式即阻焊層圍繞銅箔焊盤幷留有間隙，阻焊橋完整無(wú)脫落現(xiàn)象；印制板熱風(fēng)整平時(shí)，必須保證焊盤表面平整度，印制板翹曲度不能超過(guò)0.5%。

2 網(wǎng)板優(yōu)化設(shè)計(jì)要求

網(wǎng)板厚度、開孔設(shè)計(jì)直接影響焊膏釋放率，參照IPC7525標(biāo)準(zhǔn)要求，網(wǎng)板開口尺寸應(yīng)滿足如下要求：

孔徑比即W/T﹥1.5；開口面積/開口四周孔壁面積比﹥0.66，對(duì)于圓形孔，面積比公式為D/4T；對(duì)于矩形孔，面積比公式為L(zhǎng)W/（2（L+W）T）。L：開口長(zhǎng)度；W：開口寬度；T：網(wǎng)板厚度；D：圓形開口直徑。

如采用上述參數(shù)方式開孔還存在以下缺陷：多點(diǎn)陣焊盤尺寸較小僅為0.25×0.25 mm，導(dǎo)致部分焊盤焊膏漏錫不均勻，焊點(diǎn)焊料較少有虛焊現(xiàn)象發(fā)生；四周小孔部分焊盤焊料過(guò)少，中間接地孔焊料過(guò)多，器件被抬高，導(dǎo)致焊接后四周焊點(diǎn)可靠性降低。

針對(duì)這兩種缺陷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)激光切割法網(wǎng)板進(jìn)行優(yōu)化處理，采取網(wǎng)板厚度0.10 mm，焊盤開空擴(kuò)大10%，方孔四周倒0.06 mm圓角，孔壁采用電拋光方法處理；接地處開孔由大方孔改為0.28X0.28小方孔。

3 絲網(wǎng)印刷設(shè)置

刮刀角度選擇在45～60°；印刷速度為10～20 mm/s；脫模速度設(shè)定在0.5～1 mm/s；脫模距離為2～3 mm，每印刷一塊印制板應(yīng)對(duì)網(wǎng)板進(jìn)行自動(dòng)清洗。

焊接參數(shù)控制要求：

該器件屬于3級(jí)濕敏塑封元器件，裝配前應(yīng)縮短開包使用的有效期限，提高材料使用前需烘烤的可能性。如從潮濕空氣中吸收水分，潮氣擴(kuò)散進(jìn)入封裝內(nèi)部在材料結(jié)合處聚集凝結(jié)，當(dāng)經(jīng)過(guò)再流焊爐高溫焊接時(shí)水汽蒸發(fā)，蒸發(fā)壓力在封裝內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致器件封裝出現(xiàn)分層現(xiàn)象，更嚴(yán)重現(xiàn)象是產(chǎn)生“爆米花”式的開裂。如開包時(shí)間超過(guò)一周，且存放條件達(dá)不到10%以內(nèi)，推薦烘烤條件：120±5 ℃，烘烤8h，以避免器件焊接后產(chǎn)生裂紋影響器件的可靠性能。

眾所周知：元器件焊接是依靠在接合界面上的原子相互擴(kuò)散形成合金層，這種以合金元素按原子量的比例以化學(xué)結(jié)合的方式結(jié)合在一起，達(dá)到良好的導(dǎo)電性和持久的機(jī)械連接強(qiáng)度，這種冶金反應(yīng)形成的物質(zhì)叫做金屬間化合物（或IMC）。但金屬間化合物的形成隨焊接溫度的不同而形成的化合物的成分也不同，合金層厚度的生長(zhǎng)速度一般遵守于擴(kuò)散定律，近似：W2=2Dt。W表示合金層的厚度，D擴(kuò)散系數(shù)，t表示擴(kuò)散系數(shù)。

實(shí)驗(yàn)證明：如果焊接溫度過(guò)低，形成的合金層太薄，形成冷焊點(diǎn)，焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度不夠；相反，如果溫度過(guò)高，形成的合金層太厚，焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度反之會(huì)降低，通常焊接合金層的厚度在2～4 μm屬于正常范圍要求。

對(duì)于再流曲線設(shè)置：有鉛可焊性要求為焊膏熔點(diǎn)183 ℃，基板和電子元器件對(duì)溫度的最高耐受能力為240 ℃，再流焊接峰值溫度為210～230 ℃；無(wú)鉛可焊性要求為焊膏熔點(diǎn)217 ℃，電子元器件對(duì)最高耐受能力溫度為260 ℃，再流焊接峰值溫度為235～245 ℃。因此，對(duì)于混裝工藝有鉛焊膏無(wú)鉛焊端可焊性要求，再流焊接峰值溫度設(shè)置230～235 ℃最為適宜。

溫區(qū)設(shè)置：升溫區(qū)≤3 ℃/S，

保溫區(qū)：溫度120.0～160 ℃上升時(shí)間60～80s，

再流區(qū)：210～235 ℃，50～60 s，

溫度曲線如圖2。

4 效果檢查及焊點(diǎn)實(shí)效分析

表面貼裝器件焊點(diǎn)承擔(dān)了電氣、熱學(xué)以及機(jī)械連接的多重作用，并且一直是產(chǎn)品可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，因此焊接后對(duì)焊點(diǎn)的檢測(cè)不可忽視，雙排QFN是四側(cè)扁平多點(diǎn)陣無(wú)引腳封裝，焊點(diǎn)在器件的底部，用X射線檢查焊點(diǎn)可靠性情況，觀察有無(wú)短路、氣泡、錫珠現(xiàn)象，判斷爐溫曲線設(shè)置的合理性。

另外，導(dǎo)致焊點(diǎn)失效的原因還有以下幾點(diǎn)：焊點(diǎn)上焊料均勻度，導(dǎo)致焊料熔化后部分焊點(diǎn)未生成合金；器件與PCB間整體熱膨脹系數(shù)失配，誘發(fā)各種應(yīng)力；器件和PCB在厚度方向與表面區(qū)域出現(xiàn)溫度梯度。在裝配過(guò)程中，應(yīng)做好各個(gè)環(huán)節(jié)的管理和控制，以達(dá)到所需的焊接效果。

5 結(jié)語(yǔ)

多點(diǎn)陣微間距QFN封裝的發(fā)展，使得器件在體積上有了更小的變化，在功能上更加強(qiáng)大，QFN封裝器件的發(fā)展也給板級(jí)電路高密度發(fā)展提供了必備的物質(zhì)資源，同時(shí)對(duì)組裝技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，只有不斷的深入開展電子工藝技術(shù)研究工作，才能提升電子產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。

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