CN110049634A - 一种基于细间距qfn器件及陶封qfp器件的装配工艺方法 - Google Patents

一种基于细间距qfn器件及陶封qfp器件的装配工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及SMT组装工艺领域，公开了一种基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法。包括：焊盘设计：细间距QFN器件引脚尺寸设置比实物大，陶封QFP器件印制板焊盘尺寸在宽度方向大于器件引脚尺寸，长度方向在根部和趾部均留出多余空间；器件预处理：将细间距QFN器件的腹部和引脚焊盘蘸取助焊剂，同时对陶封QFP器件进行器件引脚打弯成形实现应力释放且对陶封QFP器件使用锡锅去金搪锡；丝网印刷：设置细间距QFN器件的开孔尺寸与引脚尺寸相等或者更大，腹部开孔尺寸收缩且开孔形态呈现4或9宫格图样；回流焊接：使用真空焊接炉并在焊接过程中采用阶梯抽真空的方式；检验检测：进行空洞率检测、爬锡润湿状态检测，装配得到一次焊接合格率高的印制板组件。

Description

一种基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法
技术领域
本发明涉及SMT组装工艺技术领域，特别是一种基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法。
背景技术
当前以数字和射频为典型的印制板组件（PCBA）在高密度布板的时经常同时选用到细间距QFN封装和陶封QFP封装器件，两种器件连同板子上的其他表贴器件一起回流焊接；而由于其各自特点对装配的要求存在一定差异，导致处理不当会存在不能完全满足焊后一次合格的问题。
细间距QFN器件具有尺寸小、腹部焊盘不可见和引脚易氧化的特点，一般采用传统的回流焊工艺可实现焊接，但引脚前期处理、焊膏印刷形态、网板开孔尺寸比例、焊接曲线和检验要求等操作细则的处理不当都会影响器件的焊接质量，从而引发如引脚不能良好接触焊盘、引脚氧化不上锡、焊点空洞率大、引脚短路、焊点质量不易检查等缺陷，导致合格率低。
陶封QFP器件因其本身的热膨胀系数CTE与印制板常用材料FR4的差异较大，在温循过程中容易发生应力在焊点处的积累，使其产生疲劳断裂；镀金引脚则还需要进行去金搪锡处理，搪锡操作可根据情况选择手工搪锡或者锡锅搪锡，但手工搪锡会带来引脚共面性问题；同时受布板空间尺寸影响，印制板上焊盘封装尺寸与引脚尺寸相差无几时，对焊点检验和长期可靠性也存在一定程度的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法。
本发明采用的技术方案如下：一种基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，包括：
步骤a，焊盘设计时，细间距QFN器件引脚尺寸设置比实物大，陶封QFP器件印制板焊盘尺寸在宽度方向大于器件引脚尺寸，长度方向在根部和趾部均留出多余空间；
步骤b，器件预处理过程中，在完成常规外观检验操作后，将细间距QFN器件的腹部焊盘加上助焊剂，同时对陶封QFP器件进行器件引脚打弯成形以实现出应力释放弯，且对成形后的器件使用锡锅去金搪锡，并保证焊锡浸润到打弯根部；
步骤c，在丝网印刷制程中，在满足焊膏顺利脱模和焊膏量足够常规要求下，设置细间距QFN器件的开孔尺寸与引脚尺寸相等或者比引脚尺寸大，腹部开孔尺寸收缩且开孔形态呈现4或9宫格图样；
步骤d，回流焊接过程中，使用真空焊接炉并在焊接过程中采用阶梯抽真空的方式；
步骤e，检验检测制程中，使用X光检测细间距QFN器件腹部不可见焊盘空洞率，在陶封QFP器件通过目检后采用AOI对引脚侧面和趾部爬锡润湿状态进行检测确认。
进一步的，所述步骤a中，细间距QFN器件引脚宽度尺寸应比实物大0~0.05mm，长度尺寸应比实物在器件外围大0.5~1mm，腹部焊盘尺寸差异在±0.05mm。
进一步的，所述步骤a中，陶封QFP器件印制板焊盘尺寸在宽度方向大于器件引脚尺寸0.2~0.4mm，长度方向在根部和趾部至少各留出0.5mm。
进一步的，所述步骤b中，加上助焊剂的过程为：在完成常规外观检验操作后，将细间距QFN器件的腹部和引脚焊盘放入助焊剂中浸泡2s~5s，助焊剂不漫过器件侧面焊盘，并马上放在滤纸上吸收多余助焊剂。
进一步的，所述步骤c中，细间距QFN器件的开孔尺寸与引脚尺寸比例为1：1~1.05：1。
进一步的，所述步骤c中，细间距QFN器件腹部开孔尺寸收缩30%。
进一步的，所述步骤c中，细间距QFN器件腹部开孔形态避开印制板过孔位置。
进一步的，所述步骤e中，针对侧面有焊盘的细间距QFN器件，采用AOI对引脚侧面爬锡润湿状态进行检测。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方案，针对同时含有细间距QFN器件和陶封QFP器件的印制板组件的装配，使组件的一次合格率提高至99%以上，并保证焊接装配满足GJB对长期可靠性（使用寿命5-10年）的要求，在提高生产效率的同时，免除产品在后期调试过程因焊点质量问题进行返工返修，进而避免带来的时间、原料、人力等方面的浪费，并可推广应用于不同使用环境的产品。
具体实施方式
含有细间距QFN器件和陶封QFP器件的印制板组件的焊接装配过程可使用本实施例的方法达到其效果。下面结合一个数字印制板组件（含细间距QFN器件和陶封QFP器件）的装配实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
（1）焊盘设计。根据器件尺寸设计细间距QFN器件焊盘的引脚宽度尺寸应比实物大0~0.05mm，长度尺寸应比实物在器件外围大0.5~1mm，腹部焊盘尺寸差异在±0.05mm；陶封QFP器件焊盘在宽度方向大于器件引脚尺寸0.2~0.4mm，长度方向在根部和趾部至少各留出0.5mm；
（2）前期处理：检查器件外观良好无氧化，为解决QFN器件可焊端易氧化问题，在完成常规外观检验操作后，将器件的腹部焊盘（含引脚焊盘）浸泡入助焊剂2-5s，助焊剂不漫过器件侧面焊盘，然后立即取出放入过滤纸吸掉多余助焊剂；同时对陶封QFP器件引脚进行成形和去金搪锡，并保证焊锡浸润到打弯根部；
（3）丝网印刷：使用酒精擦洗印制板焊盘，然后使用钢网印刷，所选用的钢网既满足焊膏顺利脱模和焊膏量足够等常规要求，又对细间距QFN器件实现开孔尺寸与引脚尺寸1：1~1.05：1、腹部开孔尺寸收缩30%且开孔形态在尽可能避开印制板过孔位置的情况下呈现“4或9宫格”图样；
（4）回流焊接：焊接过程在保证达到常规曲线要求的情况下，尽可能使用真空汽相炉焊接，并在过程中实现阶梯抽真空，同时满足升温/降温速率在1-4℃/s，保温温度在140-170℃持续45-75s，183℃以上时间在60-90s，峰值温度在220±5℃并持续6-20s;
（5）检测检验：在焊后清洗后进行X光检测，腹部空洞＜50%且引脚空洞＜25%，针对细间距QFN器件侧面有焊盘的和陶封QFP器件的根部趾部在AOI检测下有明显焊锡润湿爬升。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，其特征在于，包括：
步骤a，焊盘设计时，细间距QFN器件引脚尺寸设置比实物大，陶封QFP器件印制板焊盘尺寸在宽度方向大于器件引脚尺寸，长度方向在根部和趾部均留出多余空间；
步骤b，器件预处理过程中，在完成常规外观检验操作后，将细间距QFN器件的腹部和引脚焊盘蘸取助焊剂，同时对陶封QFP器件进行器件引脚打弯成形以实现出应力释放弯，且对成形后的器件使用锡锅去金搪锡，并保证焊锡浸润到打弯根部；
步骤c，在丝网印刷制程中，在满足焊膏顺利脱模和焊膏量足够常规要求下，设置细间距QFN器件的开孔尺寸与引脚尺寸相等或者比引脚尺寸大，腹部开孔尺寸收缩且开孔形态呈现4或9宫格图样；
步骤d，回流焊接过程中，使用真空焊接炉并在焊接过程中采用阶梯抽真空的方式；
步骤e，检验检测制程中，使用X光检测细间距QFN器件腹部不可见焊盘空洞率，在陶封QFP器件通过目检后采用AOI对引脚侧面和趾部爬锡润湿状态进行检测确认。
2.如权利要求1所述的基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，其特征在于，所述步骤a中，细间距QFN器件引脚宽度尺寸应比实物大0~0.05mm，长度尺寸应比实物在器件外围大0.5~1mm，腹部焊盘尺寸差异在±0.05mm。
3.如权利要求1所述的基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，其特征在于，所述步骤a中，陶封QFP器件印制板焊盘尺寸在宽度方向大于器件引脚尺寸0.2~0.4mm，长度方向在根部和趾部至少各留出0.5mm。
4.如权利要求1所述的基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，其特征在于，所述步骤b中，加上助焊剂的过程为：在完成常规外观检验操作后，将细间距QFN器件的腹部和引脚焊盘放入助焊剂中浸泡2s~5s，助焊剂不漫过器件侧面焊盘，并马上放在滤纸上吸收多余助焊剂。
5.如权利要求1所述的基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，其特征在于，所述步骤c中，细间距QFN器件的开孔尺寸与引脚尺寸比例为1：1~1.05：1。
6.如权利要求1所述的基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，其特征在于，所述步骤c中，细间距QFN器件腹部开孔尺寸收缩30%。
7.如权利要求1所述的基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，其特征在于，所述步骤c中，细间距QFN器件腹部开孔形态避开印制板过孔位置。
8.如权利要求1所述的基于细间距QFN器件及陶封QFP器件的装配工艺方法，其特征在于，所述步骤e中，针对侧面有焊盘的细间距QFN器件，采用AOI对引脚侧面爬锡润湿状态进行检测。
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