SMT技術(shù)貼 | 還在糾結(jié)QFN芯片側(cè)面不上錫？

QFN(Quad Flat No-leadPackage，方形扁平無引腳封裝)，表面貼裝型封裝之一?，F(xiàn)在多稱為LCC,是一種無引腳封裝，呈正方形或矩形，封裝底部中央位置有一個(gè)大面積裸露焊盤用來導(dǎo)熱，圍繞大焊盤的封裝外圍四周有實(shí)現(xiàn)電氣連結(jié)的導(dǎo)電焊盤。

較多SMT從業(yè)者出于思維慣性，認(rèn)為QFN（底部端子元器件）的側(cè)面爬錫應(yīng)該與QFP（扁平鷗翼形引線）的引腳一樣爬錫飽滿才算焊接正常，而QFN芯片側(cè)面的露銅沒有被焊料所覆蓋就是焊接異常（也就是客戶經(jīng)常說的不吃錫）。

那讓我們來從國際通用標(biāo)準(zhǔn)和X-ray照射兩方面來聊一聊這個(gè)話題。

首先，我們來看看《IPC-A-610F 電子組件的可接受性》怎么規(guī)定的吧：

（小知識：IPC-國際電子工業(yè)聯(lián)接協(xié)會(huì)是一家全球性非盈利電子行業(yè)協(xié)會(huì)，IPC總部位于美國伊利諾伊州班諾克本，其會(huì)員企業(yè)遍布在包括設(shè)計(jì)、印制電路板、電子組裝、OEM和測試等電子行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)。IPC-A-610標(biāo)準(zhǔn)是有關(guān)印制板和/或電子組件在相對理想條件下表現(xiàn)的各種高于最終產(chǎn)品性能指標(biāo)所描述的最低可接受條件的特征，及反應(yīng)各種不受控（制程警示或缺陷）情形以幫助生產(chǎn)現(xiàn)場管理人員定奪采取糾正行動(dòng)的需要的圖片說明性文件）

以上，根據(jù)《IPC-A-610F 電子組件的可接受性》8.1.13之描述“某些封裝結(jié)構(gòu)無暴露的趾部，或在封裝外部暴露的趾部上無連續(xù)的可焊表面，因?yàn)椴粫?huì)形成趾部填充”（即所謂的側(cè)面爬錫）

接下來，我們再了解一下目前市面上使用最廣的SMT貼片中QFN芯片，也就是下圖這種底部端子做噴錫可焊處理（焊盤為銀色），側(cè)面露銅不做可焊處理（焊盤為黃色，原因是芯片制造過程中直接切斷露出芯片內(nèi)部的銅）:

而銅在空氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2Cu+O2=2CuO產(chǎn)生氧化銅，眾所周知跟此現(xiàn)象類似的有一種表面處理方式PCB叫“裸銅板”，其特性就是容易受酸及濕度影響，不能久放，拆封后需在2小時(shí)內(nèi)用完，否則銅裸露在空氣中發(fā)生氧化，進(jìn)而影響焊接。同理，若必須要求QFN側(cè)面爬錫，則必須管控芯片在被切出斷面露銅后的時(shí)間，而由于芯片制造與SMT貼片之間的運(yùn)輸及保存環(huán)節(jié)，這是不現(xiàn)實(shí)的。以上可以得出結(jié)論，IPC國際標(biāo)準(zhǔn)中針對QFN側(cè)面露銅不做可焊處理的端子不做上錫要求。

然后，讓我們再使用X-Ray看看，QFN側(cè)面沒有爬錫的芯片是否就真的是沒有焊接好呢？

以上通過X-Ray對QFN側(cè)面上錫飽滿和不飽滿的兩種焊接結(jié)果進(jìn)行判斷：外觀上錫多少對電氣性能其實(shí)并沒有影響。

最后，我們來看看大家經(jīng)常認(rèn)為“不吃錫”的問題真的是異常嗎？

由于錫膏中的松香具備一定的去氧化層能力，即使QFN側(cè)面裸銅被氧化，多多少少也會(huì)部分上錫，那我們就假設(shè)QFN是一種“城堡形端子”芯片吧，我們來看看《IPC-A-610F 電子組件的可接受性》中怎么規(guī)定的：

我們暫把大多數(shù)產(chǎn)品定為“二級專用服務(wù)類電子產(chǎn)品”，根據(jù)“可接受-2級”標(biāo)準(zhǔn)，側(cè)面焊盤最小填充高度為焊料厚度加城堡高度的25%即為合格，那大家日常產(chǎn)品中實(shí)際填充高度到底是多少呢？我們拿一個(gè)客戶處的案例來計(jì)算一下：

客戶認(rèn)為不上錫的QFN側(cè)面焊盤，其實(shí)爬錫已超過25%，滿足“二級專用服務(wù)類電子產(chǎn)品”的可接受性標(biāo)準(zhǔn)。

以上分析是否解開了您對“QFN芯片側(cè)面焊盤不上錫”的疑惑了呢？其實(shí)只要了解QFN芯片的制程和端面處理方式，以及IPC國際允收標(biāo)準(zhǔn)，大可不必糾結(jié)于此。