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一、QFN封裝工藝
1. QFN封裝的基本概念
QFN封裝(Quad Flat No Leads Package),即方形扁平無引腳封裝,是一種表面貼裝技術中常用的封裝類型。它的特點是封裝四側配置有電極觸點,引腳數量一般在14到100左右。QFN封裝的中文全稱是方形扁平無引腳封裝,它在集成電路封裝領域中具有廣泛應用,尤其適用于尺寸、重量和性能是至關重要的場合。
2. QFN封裝的工藝流程
QFN封裝的工藝流程主要包括以下幾個步驟:
· 磨片:對晶圓廠出來的圓片進行減薄處理,方便在有限的空間中進行封裝。
· 劃片:將圓片上成千上萬個獨立功能的芯片進行切割分離。
· 裝片:將芯片裝入QFN封裝殼中。
· 焊線:將芯片與殼體內的焊盤連接起來。
· 包封:在外圍用環氧樹脂通過高溫壓力注塑的方式給芯片做一層衣服,包裹并固化起來,在芯片外部形成物理保護。
· 電鍍:為了確保封裝好的芯片可以用SMT(Surfacemount technology)方式與電路板成功焊接,就需要在銅材上鍍上一層錫。
· 打印:在芯片表面將產品名稱、客戶標識logo甚至批次信息等打印在單顆產品上。
在這之中,又有4個關鍵站別:裝片、焊線、包封和切割。
3. QFN封裝的優點
QFN封裝具有以下優點:
· 體積小,重量輕:與SOP、TQFP等封裝相比,QFN在體積與重量上的優勢明顯。封裝效率高達0.3-0.4,無散熱焊盤的QFN甚至可以做到0.5。
· 熱性能好:QFN封裝的底部,有一個很大的焊盤,可直接焊接在電路板上,通過底部的焊盤,可以將熱量快速的輻射至整個電路板,散熱面積變大,散熱速度更快。
· 電性能好:QFN封裝沒有引腳印出來,所以導電路徑短,那么自感系數以及封裝體內布線電阻很低,電性能就很好。
4. QFN封裝的焊接技術
QFN封裝的焊接技術需要注意以下幾點:
· 涂抹助焊膏:在焊盤對應邊分別涂抹助焊膏,然后放器件上去,并用鑷子在器件表面輕輕按了兩下,最后用烙鐵固定器件連邊的兩個管腳。
· 防止虛焊和連錫:在焊接過程中可以多送幾次焊錫,在送焊錫之前記得涂抹助焊膏,這樣就可以有效防止虛焊和連錫的情況了。
· 焊接后清洗:焊接完成后記得用洗板水清洗一下板子,以防焊接的板子慘不忍睹。
總的來說,QFN封裝是一種高效的封裝技術,它在現代電子設備中得到了廣泛的應用。
引線框架是QFN封裝的重要組成部分,它包括半導體管芯、引線框架以及模塑料。引線框架的內部具有大致矩形的內部,周圍有多個突起,這些突起與內部鄰接并從內部向外延伸。此外,引線框架的四個側面有多根引線,這些引線與管芯附著墊隔開并與管芯附著墊電隔離。
QFN是一種無引線封裝,它的特點是方形或矩形。在封裝底部中央有大面積的外露墊,用于散熱。在包裝外圍有導電墊,用于與電氣連接。QFN封裝通過將引腳布置在封裝底部,使得整體尺寸更加緊湊,從而提供更高的空間利用效率。此外,它還通過外露的引線框架焊盤提供了出色的熱性能,這些焊盤具有直接的熱路徑,用于封裝內的散熱。
在QFN封裝工藝中,引線框架起到了關鍵的作用。首先,引線框架提供了芯片與外部系統之間的信號傳輸路徑,保持了信號的完整性。其次,引線框架的封裝結構可以有效緩沖引線框架上芯片受到的碰撞應力。此外,引線框架上的升降機構和聯動機構可以優化封裝環節,提高工作過程中封裝結構內部的散熱性,并對防塵網上的灰塵進行有效清除,消除刷毛上的靜電,避免刷毛吸附灰塵。
在QFN封裝工藝中,等離子清洗技術是一項重要的關鍵技術。等離子清洗工藝為芯片與引線框架上的污染物、氧化物及環氧樹脂等污染物的去除提供了經濟有效且無環境污染的解決方案。通過等離子清洗,可以有效去除框架表面的各種污染物,從而提高焊線的強度,去除封裝芯片時候出現的分層現象。
總的來說,引線框架在QFN封裝工藝中扮演了至關重要的角色,它不僅提供了信號傳輸和緩沖保護的功能,還通過優化封裝環節和提高散熱性能,提升了QFN封裝芯片的性能和可靠性。
三、QFN芯片封裝清洗劑選擇:
水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。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境中的濕氣,通電后發生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,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、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、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,這些物質在所有污染物中的占據主導,從產品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產品質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引發接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。
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