可沾锡侧翼镀层 PQFN
可沾锡侧翼镀层 PQFN
作者:布拉德利·史密斯,
Allegro MicroSystems, ILC
背景
塑料四面扁平无引脚 (PQFN) 或四面扁平无引脚裸露焊盘 (QFN-EP)封装 [AKA QFN] 没有可焊接、暴露在外面的端子，因为它采用了封装底面端子作为焊接点的封装设计。切割后，封装边缘出现暴露在外的端子铜材，由于铜的氧化作用，导致封装不易沾锡焊接。因此，不能通过视觉观察或 X 光有效确定封装是否有效焊接。电气测试是确定焊接端子电气连接的唯一方式。有一些应用很难对所有端子进行完整的电气测试。因此，对于高可靠性应用，需要可以视觉检查端子焊点的完整性。正是为了这些目的，我们开发了 QFN 可沾锡侧翼镀锡端子，以便视觉观察确定电路板焊接操作的效力。
图 1：5 mm X 5 mm 28 引脚 PQFN 的 PCB 使用布局
图 2：4 mm X 4 mm 24 引脚 PQFN 的 PCB 使用布局
可润滑侧面电镀
在常规 QFN 组装操作中，通过锯切操作将单个器件的封装体从“整块”结构中切割分离，从而使用每个端子出现暴露的铜侧壁。由于暴露的铜材没有任何镀层，因此会氧化。当器件被焊接到电路板上时，这些侧壁区域会出现非连续焊的问题。可沾锡侧翼镀层是附加工艺步骤，即把具有正常镀锡厚度的 100％ 镀锡板置于底面端子和暴露侧翼的封装上。可沾锡侧翼镀层可以保护铜材，使此外部侧翼区域可以焊接，从而可以进行视觉检查，确保搭焊状态良好，并具有稳定的电气连接。
电路板焊接
标准 QFN 电路板布局用于侧壁镀层零部件，该零件带有附加的延长端子连接片，长度分别为 40 mil/1.00 mm（请参阅图 1、2）以及 31.5 mil (0.80 mm)（请参考图 3、4）。由此使更多焊膏流入端子的可沾锡侧翼，并形成焊接填锡，方便视觉检查。您可以使用常规松香或水基免洗助焊剂无铅（SAC305 或等效物）焊膏，标称屏蔽厚度 0.127mm (5 mil)。模板连接片的长度应额外延长 0.20 mm。因此，1.0 mm 端子连接片应延长至1.2 mm，0.8 mm 端子连接片应延长到 1.0 mm。回流条件的峰值温度不应低于 230ºC，通常为 245ºC，但不超过 260ºC，并使用氮气或空气覆盖层。如果可以使用氮气回流，则可能改善沾锡性与一致性，并且与温度、熔流系统或使用的合金无关。典型的封装尺寸为 5×5 mm (28L)，4×4 mm（24L 和 20L），和 3x3 mm（10L：两侧各 5L）。注意，上述连接片长度是推荐值，客户可能希望将长度缩短 20%，以适合特定的焊膏/熔流系统以及视觉检查工具。
图 3：4 mm X 4 mm 20 引脚 PQFN 的 PCB 使用布局
图 4：3 mm X 3 mm 10 引脚 PQFN 的 PCB 使用布局
图 5：可沾锡侧翼传感器 IC
可沾锡侧翼工艺在端子侧边形成局部切口，从而暴露侧翼。在下面的镀锡工艺中，侧翼整个厚度镀满锡。右侧图显示镀锡的暴露侧翼的细节。
图 6：截面示意图显示 PCB 电路板形成固体焊接填锡，可以视觉检查。
图 7：实际照片截面图显示 PCB 电路板形成固体焊接填锡，可以视觉检查
图 8：理想焊接填锡（230ºC，焊盘长度 40 mil，8 小时蒸汽预处理），侧视图，可进行视觉检查。
图 9：可视觉检查焊接填锡（245ºC，焊盘长度 40 mil，8 小时蒸汽预处理）
焊接沾锡视觉检查
图 10：X 光检查侧壁端子焊接填锡
直接向下观察器件 (90º) 显示连接片沾锡和可沾锡侧翼。此外，X 光可以显示（无遮挡电路板）侧壁填锡已经形成。封装边缘的黑色带显示较厚的焊接填锡（请参阅图 10）。
请参阅《电子组件 IPC-A-610 规格可接受性》第 8.2.13 节“塑料四面扁平无引脚封装（PQFN），并注意最大侧边突出长度为端子的 25%，最小终端接点宽度为端子宽度的 75%。Allegro 并为指定终端侧壁上的最小端头填锡高度，但通常是超过可沾锡侧壁高度的 50%（使用氮气回流）。请参考 Allegromicro.com 的Allegro Products 产品焊接法（SMD 和通孔）”以及设计中心、包装提供的应用信息，了解有关回流的基本资料和注意事项。
Allegro 担保，无论侧壁焊接度数为多大，通过封装下面的焊接端子，该器件使用可靠，并且具有稳定电气连接。
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