机器人主板QFN上锡不良失效案例分析

针对机器人主板QFN封装芯片上锡不良问题,通过X-ray分析、表面SEM&EDS分析、截面分析、可焊性测试等手段,分析机器人主板QFN封装芯片上锡失效原因。

基于改进灰狼优化算法的QFN芯片图像多阈值分割方法

在QFN芯片封装缺陷检测中,增加图像分割环节可有效提高缺陷检测准确性与检测效率。针对图像分割中传统算法效率低、智能优化算法分割精度低稳定性差的问题,本文提出一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)的图像多阈值分割方法。首先,改进原始灰狼优化算法非线性因子,平衡算法搜索效率与挖掘能力;其次,引入反向学习策略提高种群整体质量,引入正弦函数、调整头狼权重以改进灰狼更新策略,增强算法多样性与挖掘能力;然后,提出头狼靠拢与种群变异交替进行的位置更新策略,平衡算法收敛性能与跳出局部最优能力;最后,以Kapur熵为适应度函数,求解最优分割阈值。将本文提出的改进灰狼优化算法的多阈值图像分割方法,与灰狼优化算法(GWO)、基于翻筋斗觅食策略的灰狼优化算法(DSF-GWO)、基于莱维飞行的樽海鞘群优化算法(LSSA)、改进北方苍鹰算法(INGO)的图像分割方法进行实验对比,结果表明:本文方法在分割用时方面,约为DSF-GWO的1/2,INGO的1/4;在分割精度与稳定性方面,在进行QFN芯片缺陷图像的连续30次分割时,本文方法具有最大Kapur熵平均值、最小标准差与最短分割时间。因此本文方法可实现高精度、高稳定性与高效率的QFN芯片图像多阈值分割。

细间距QFN器件焊接工艺设计

QFN器件体积小、质量轻、电性能及散热性能好,广泛应用于高可靠电路中。由于底部散热焊盘面积较大,极易产生焊接空洞问题。特殊的封装制程使得QFN焊端侧面裸铜,暴露空气氧化后难以爬锡。针对上述问题,从PCB焊盘设计、焊膏印刷及回流焊接等方面展开试验,对比QFN器件侧面焊盘爬锡、底部焊盘空洞率等情况,优化了QFN器件组装效果,提高了QFN器件的应用可靠性。

QFN器件焊接质量控制研究

QFN器件在电子产品中广泛应用,小巧的规格体积和轻量化设计使得其具有出色的散热、电性能和热性能。然而,当QFN器件与其他结构进行焊接时,需要使用印刷焊膏工艺来实现可靠的连接,焊接质量会受到多种因素的影响。因此,本文旨在对影响QFN器件焊接质量的因素进行研究,并详细描述了QFN器件焊接的基本特征。随后,对影响焊接质量的因素进行了深入分析,并提出了优化措施,以改善QFN器件的焊接质量。笔者希望这些研究成果可以为相关文献提供有价值的参考,进一步推动QFN器件焊接技术的发展。

细间距DRQFN器件的返修工艺

QFN具有优异的电性能、热性能以及尺寸小和轻薄化的特点,广泛地应用于各领域电子产品中。针对细间距双排QFN(DRQFN)器件返修成功率低的问题,提出了双面预上锡的返修方法,并对返修后的焊透率进行测定,对焊点进行金相分析。试验结果表明,通过这种方法返修的焊透率在85%以上,焊点与母材连接处的金属间化合物(IMC)层厚度适中。

QFN封装元件焊接质量优化策略分析

QFN器件具有优异的电、热性能,体积小,质量轻,在电子器件以及航天等方面具有广阔的应用前景。QFN的包装方式类似于CSP,但是它的底面为中心的散热焊锡,四周为电极接触区,需要与印刷电路板进行焊接。因为衬垫的构造比较特别,所以在进行衬垫的时候,会出现一定的问题。由于焊垫处于组件的下方,所以为了保证每一次的焊接都能得到最好的结果,必须经过繁琐的修复工作。

QFN器件组装工艺缺陷分析及预防措施

QFN器件在组装过程中容易出现信号焊盘桥连、散热焊盘空洞和侧面焊点爬锡高度不足等工艺缺陷。分析了缺陷形成机理,并从PCB焊盘设计、焊膏印刷模板设计提出了有效预防措施。

微波QFN芯片的SMT技术研究

QFN封装的微波芯片采用一种较新的封装形式,这种封装体积很小,特别适合高密度印刷电路板组装。着重介绍微波QFN芯片的表面组装技术,从QFN的封装形式、PCB的焊盘设计、组装工艺、QFN焊点检测及QFN器件的返修等方面加以详细论述,并对针QFN芯片总结出一套完整的组装技术。

有关QFN72和CQFN72的热阻计算

文章介绍了QFN72和CQFN72结到外壳的等效热路分析及结到外壳热阻θJC的简化计算方法,结果表明原设计下CQFN72的热阻约为1.25 K·W-1,几乎是QFN72的一倍。优化CQFN热设计的主要途径是适当减薄陶瓷基板厚度、在陶瓷基板中嵌入钨柱阵列、芯片减薄和采用金基焊料焊接等。从CQFN热设计考虑,不应在主散热区热沉下采用4J29或4J42焊接垫片,否则会使热阻θJC增大10%以上。

基于数值模拟的多圈QFN封装热疲劳可靠性试验设计方法

提出一种基于数值模拟的试验设计方法,研究材料属性和几何结构对多圈四边扁平无引脚(Quad flat no-lead,QFN)封装热疲劳寿命的影响,并进行最优因子的组合设计,以提升热疲劳可靠性。采用Anand黏塑性本构模型描述无铅钎料Sn3.0Ag0.5Cu的力学行为,建立三维有限元模型分析焊点在温度循环过程中的应力应变,采用Coffin-Manson寿命预测模型计算多圈QFN封装的热疲劳寿命。采用Taguchi试验设计(Design of experiment,DOE)方法建立L27(38)正交试验表进行最优因子的组合设计。采用有限元分析方法对最优因子组合设计结果进行验证。结果表明,印制电路板(Printed circuit board,PCB)的热膨胀系数、焊点的高度和塑封料的热膨胀系数对热疲劳寿命的影响最为显著;初始设计情况下多圈QFN封装的热疲劳寿命为767次;最优因子组合设计情况下的热疲劳寿命提高到4 165次,为初始设计情况下的5.43倍。

热–机械应力和湿气引起QFN器件层间开裂分析

采用通用有限元软件分析和计算器件在潮湿环境下的潮湿扩散,并计算由于吸潮使器件在无铅回流的高温下产生蒸汽压力,并对层间开裂现象进行分析。结果表明,气压是层间开裂的主要原因,在气压和热机械应力的作用下,层合面上的微孔洞扩张并结合起来,导致器件最后失效。

热像仪对QFN封装表面发射率环境透射率的标定

使用红外热像仪对未切割分离的QFN封装在40~200℃进行了塑封料面、铜面和"缝"表面发射率的标定,并分别利用上述三面对实验环境的空气透射率进行了标定。结果表明:直接计算法和直接调节法可以很好地应用于塑封料发射率标定,直接计算法可以应用在"缝"处、铜面发射率标定。塑封料发射率标定结果在0.97左右;"缝"处发射率标定值随着温度升高由0.17~0.35呈线性递增趋势变化;铜面发射率标定值随温度升高出现先稳定后增大趋势。塑封料面、铜及"缝"处对空气透射率标定值在100%左右,上下波动不超过2%。该实验结果可为红外热像仪测定QFN的使用温度及切割分离时的温度提供相应参数。

叠层QFN器件界面层裂失效研究

为了探究造成微电子封装器件界面层裂的根源,选取了叠层QFN器件进行建模仿真,模拟了其在热加载条件下的器件应力分布情况。通过粘结强度实验,测出加载力与位移的关系,其中力的峰值为2.52N,裂纹开口位移为0.29mm,计算得到的界面断裂能为10.5N/m。采用内聚力模型(CZM)与J积分这两种数值预测方法,对芯片粘结剂与铜引脚层界面层裂失效作了研究,找到裂纹萌生的关键点;两者对裂纹扩展趋势的结论一致,在预测裂纹产生方面,CZM法比J积分法更方便。

集成湿热及蒸汽压对塑封QFN器件的层裂影响

针对微电子封装器件的界面层裂失效问题，利用有限元法，集成湿热及蒸汽压力的作用对塑封QFN器件的界面层裂失效问题进行了建模分析，探索了塑封QFN器件参数的优化组合。结果表明，通过对各参数的优化，如EMC的αv为12×10^-6／K，引线框架的E为110GPa等，界面危险裂纹尖端点的J积分降低到优化前的1／10-1／100。研究中还发现，封装器件的参数优化组合不唯一，很有必要探讨并选择一种能适合于这种多优化组合设计的方法。

湿热环境下吸潮对QFN器件可靠性的影响研究

由吸潮引起的微电子塑封器件失效已经越来越多地引起人们的关注。选用QFN器件作为研究对象,首先进行QFN器件在高温高湿环境下吸潮17 h、50 h、96 h试验;然后利用有限元软件分析和模拟潮湿在QFN器件中的扩散行为,并建立湿气预处理阶段应力计算模型;最后,通过试验与仿真相结合,分析潮湿对封装可靠性的影响。研究表明:微电子塑封器件的潮湿扩散速度与位置有着重要的关系;在高温高湿环境下,微电子器件吸潮产生的湿热应力在模塑封装材料(EMC)、硅芯片(DIE)和芯下材料(DA)的交界处最大;QFN器件在高温高湿环境下吸潮产生的裂纹主要出现在硅芯片与DA材料交界面的边界。

基于正交设计的QFN焊点三维形态建模与预测

采用基于最小能量原理和有限元数值分析方法的Surface Evolver软件,建立了四方扁平无引脚器件(QFN)焊点三维形态预测模型;选取焊盘长度、焊盘宽度、焊料体积、间隙高度作为4个关键因素,采用水平正交表设计了9种不同的QFN焊点工艺参数水平组合,建立了这9种焊点的三维形态预测模型,得到了不同工艺参数水平组合下的QFN焊点形态;焊盘长度、焊盘宽度、焊料体积、间隙高度等工艺参数的改变对QFN焊点的三维形态均有影响.

QFN器件组装工艺缺陷的分析与解决

介绍了QFN封装器件的优点,指出了QFN器件常见的组装工艺缺陷类型,分析了QFN器件组装工艺缺陷形成的原因,给出了改善这些工艺缺陷的措施,对组装过程中QFN工艺缺陷的分析与解决有一定的实用意义。

QFN元器件去金搪锡工艺技术研究

针对QFN器件的结构特点,研究了其去金搪锡工艺技术,研制了一种专用搪锡工装,使用局部波峰焊机去金搪锡后,器件焊盘中金元素质量分数小于1%,可保证QFN器件焊接后无金脆隐患,极大提高产品可靠性。

无铅QFN混装工艺的可靠性分析

QFN封装形式因其特有的优异热性能和电性能、较小的体积尺寸和轻质等特点,越来越广泛地应用于电子产品。针对混装工艺中的无铅QFN焊接工艺的虚焊问题,通过对QFN元器件进行储存管理、焊盘设计、模板设计和SMT工艺参数等方面的优化,使无铅QFN焊接的一次混装成功得到保障。

影响QFN封装器件焊接质量的因素

QFN封装具有体积小、质量轻以及良好的电和热性能等优点。由于QFN封装的元件底部没有焊料球,其与PCB的电气和机械连接是通过在PCB焊盘上印刷焊膏,回流焊接形成焊点而实现的;因此,对PCB焊盘设计和表面组装工艺技术提出了新的要求和挑战。本文从印制板设计、QFN器件保护、印刷工艺以及回流焊温度曲线设置与控制等方面,阐述了影响QFN封装焊接技术的各个因素,以提高QFN封装器件焊接质量及可靠性。