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QFN封装的PCB钢网设计

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QFN封装和CSP(Chip Size Package,芯片尺寸封装)有些相似,但元件底部没有焊球,与PCB的电气和机械连接是通过PCB焊盘上印刷焊膏经过回流焊形成的焊点来实现的。QFN封装对PCBA工艺提出了新的要求,本文将对PCB印刷钢网设计进行探讨。

一、PCB钢网设计

能否得到完美、可靠的焊点,印刷钢网设计是关键的第一步。四周焊盘钢网开口尺寸和钢网的厚度的选取有直接的关系,一般较厚的钢网可以采用开口尺寸略小于焊盘尺寸的设计,而较薄的钢网开口尺寸可设计到1:1。推荐使用激光制作开口并经过电抛光处理的钢网。

1、周边焊盘的钢网设计

钢网的厚度决定了印刷在PCB上的焊膏量,太多的焊膏将会导致回流焊接时桥连。所以建议0.5mm间距的QFN封装使用0.12mm厚度的钢网,0.65mm间距的QFN封装使用0.15mm厚度的钢网。钢网开口尺寸可适当比焊盘小一些,以减少焊接桥连的发生,如图4所示。

钢网开口设计

图4:钢网开口设计

2、散热焊盘的钢网设计

当芯片底部的暴露焊盘和PCB上的热焊盘进行焊接时,热过孔和大尺寸焊盘中的气体将会向外溢出,产生一定的气孔,因此如果焊膏面积太大,会产生各种缺陷(如溅射和焊球等)。但是,消除这些气孔几乎是不可能的,只有将气孔减至最小。在热焊盘区域钢网设计时,要经过仔细考虑,建议在该区域开多个小的开口,而不是一个大开口,典型值为50%~80%的焊膏覆盖量。实践证明,50μm的焊点厚度对改善板级可靠性很有帮助,为了达到这一厚度,建议对于底部填充热过孔设计的焊膏厚度至少50%以上;对于贯通孔,覆盖率至少75%以上。

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