球形触点阵列与四边扁平封装的比较

球形触点阵列（ＢＧＡ）封装技术作为一种新的封装技术越来越受到人们的重视。从安装率和成本、表面安装印制板设计以及焊点可靠性三个方面对球形触点阵列与四边扁平封装（ＱＦＰ）进行了比较。分析认为，ＢＧＡ和ＱＦＰ各有其优势和劣势，各有其应用重点。

四边扁平封装及其装配

在前面三篇概述性文章(《浅谈封装》、《封装进展》、《封装选择》)的基础上,以后将进入几种具有代表性封装的专题性论述。众所周知,现在使用的装配手段仍是通孔插装,表面组装、直接安装三大类并存。但最大量最普遍的是表面组装,即SMT。目前,SMT中用得最多的IC封装是SOIC及QFP(四边扁平封装)。当引脚数少时,SOIC足以满足要求,而引脚数较多时,则就是QFP的天下了。其分水岭大约是64个脚。早期的QFP,由于引脚平伸在外且较长,其强度较差,很易变形,极难保持引脚的共面性。而且占据印制板面积也较大。现代的将引脚弯曲,且外伸部分较短(Ⅰ型引线),这样引脚强度大增。不易变形,大大方便了装运和使用,占用面积也较小。

不同结构参数下QFP封装的随机振动分析

基于ABAQUS软件,对不同结构参数下QFP封装的随机振动响应进行了分析,获取了整体封装结构及焊点阵列的应力分布云图,并研究了引线宽度、引线间距、引线高度等不同参数对QFP封装器件应力场的影响规律.结果表明,在随机振动载荷下,QFP封装器件的焊点阵列为整体结构的薄弱环节,且最大应力位置出现在焊趾部位,即焊点最外侧的尖角处;在焊点的焊趾部位以及引线与焊点交界处存在明显的应力集中现象,上述两处将成为焊点最可能发生破坏的区域;QFP封装器件的最大应力值与引线间距和引线高度成正比,与引线宽度成反比.

激光软钎焊技术在高密度封装器件无铅连接中的应用

介绍了激光软钎焊技术的原理及特点,分析了激光软钎焊技术在高密度封装器件无铅连接中的应用优势。由于激光软钎焊技术具有局部加热、快速加热、快速冷却的特点,在高密度封装器件的无铅钎焊时,能够显著改善无铅钎料的润湿性能,细化无铅焊点的微观组织,提高无铅焊点的力学性能,因此激光软钎焊技术在高密度封装器件(如四边扁平封装器件以及球栅阵列封装器件)的无铅连接中有着广阔的应用前景。

不同尺寸参数对QFP封装热应力场的影响

基于ABAQUS有限元分析软件,利用子模型法,对四边扁平封装(QFP)器件在热循环载荷下的应力场进行了研究,比较了不同引线宽度、引线间距、引线高度等参数对QFP封装器件应力场的影响规律。结果表明,在热循环载荷条件下,QFP封装应力集中区域位于焊点的根部以及焊趾部位,且最大应力位置出现在焊点根部,即焊点最内侧的尖角处;QFP封装的最大应力值与引线间距成正比,与引线宽度和引线高度成反比;利用子模型法,可以方便地对复杂模型中的关键部件进行较准确的分析。

新型引线框架封装集成QFN、TQFP

Amkor最近推出了“整合四边封装技术”，这是一种基于引线框架的塑料封装技术平台，融合了无引线四边扁平封装（QFN）和薄四边扁平封装（TQFP）两种技术。有趣的是，这种方法消除了过去外围引线结构的引脚数限制，可将标准引线框架封装的外围I／O接口数增大两倍，接近400个分离引脚——同时，对于特定的引脚数，该方法也缩减了50％的封装面积。其基本思想是，将标准外围引线有选择地与一排或两排内部焊盘相结合。

CQFN封装电特性研究

对CQFN封装进行了介绍,探讨了CQFN外壳不同的互连结构及信号完整性的评估方法。针对某款CQFN24陶瓷外壳,研究了封装的信号传输特性;并采用仿真方法对比了不同传输结构对信号完整性的影响。针对差分信号的指标要求,提出了优化传输结构的方法,对于提高CQFN封装电特性具有一定的参考作用。

一种20GHz0.65mm节距CQFP外壳

提出了一种应用频率达20 GHz的0.65 mm节距陶瓷四边引线扁平封装(CQFP)外壳,对高频信号的传输采用共面波导-垂直过孔-共面波导-引线的结构。对成型引线附近的阻抗不连续性进行了分析,通过信号传输引线的非等宽设计,改善了引线部位的阻抗突变,提高了信号的传输带宽。通过板级联合仿真和布线优化,将外壳应用频率提升至20 GHz。利用GSG探针对外壳样品进行测试,实测结果表明,该结构在DC~20 GHz插入损耗优于-1 dB,回波损耗不大于-15 dB。该CQFP外壳通过了机械和环境可靠性试验,可应用于高频高可靠封装领域。

不同引线数QFP器件焊点等效应力的数值模拟

采用有限元方法对不同引线数QFP器件焊点的等效应力进行了数值模拟,研究发现,热循环后的PCB板有向外翘曲趋势,但变形较小;陶瓷基板上翘趋势较大,总体变形较明显,且其对引线的拉伸力会加剧焊点裂纹的扩展。在最外侧存在焊点最大应变值,QFP器件鸥翼形引线焊点的焊点根部与焊趾处等效应力较大,焊点根部等效应力比焊趾处大,中间区域等效应力最小。理论计算显示QFP100器件应力最小,QFP48次之,QFP32应力最大。焊点拉伸试验结果显示QFP100器件抗拉强度最大,QFP48次之,QFP32最小,与数值模拟结果完全吻合。

CQFP不同引线成型方式的板级组装可靠性分析

陶瓷四边引脚扁平封装(CQFP)适用于表面贴装。由于陶瓷材料与PCB的杨氏模量、热膨胀系数等参数的差异,器件在力学振动、温度循环等过程中引线互联部分会产生应力应变累计,焊接处易产生裂纹而导致失效。针对以上情况,通过模态、随机振动和温循疲劳寿命3种分析方法,对比分析了两种不同引线成型方式器件板级组装的可靠性。仿真结果表明,二次成型引线器件的固有频率更低,引线上的最大应力从焊接区域转移至引线二次折弯处,并且二次成型引线器件的温循疲劳寿命更长。

小尺寸CQFP结构的热疲劳寿命仿真分析

采用有限元分析软件,以小尺寸陶瓷四边引线扁平封装(CQFP)结构为研究对象,对其在温度循环试验中应力应变分布进行了仿真分析。分析了引线成型角度和成型次数两种参数对焊点的影响,进而对CQFP结构在温度循环载荷作用下的疲劳寿命进行了计算。结果表明,对引线进行二次成型或者减小引线成型角度可以提高焊点的热疲劳寿命。