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。

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。

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。

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。

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。

QFN封装分层失效与湿-热仿真分析

采用湿度敏感度评价试验及湿-热仿真方法,分析了温湿度对于QFN封装分层失效的影响。通过C-SAM和SEM等观察发现,QFN存在多种分层形式,分层大多发生在封装内部材料的界面上,包括封装塑封材料和芯片之间的界面、塑封材料和框架之间的界面等。此外,在封装断面研磨的SEM图像上发现芯片粘结剂内部有空洞出现。利用有限元数值模拟的方法,对QFN封装的内部湿气扩散、回流过程中的热应力分布等进行了模拟,分析QFN分层失效的形成原因。结果表明,由于塑封器件材料、芯片、框架间CTE失配,器件在高温状态湿气扩散形成高气压条件下易产生分层。最后提出了改善QFN分层失效的措施。

QFN器件封装技术及焊点可靠性研究进展

针对行业中典型塑封QFN器件的特点进行分析,并对其组装技术及焊点可靠性的研究进展进行概述,分析了影响QFN器件焊点可靠性的主要因素,为典型QFN器件的选择及高可靠组装提供参考。

转盘式QFN测试分选机的系统设计

为了满足国内对中高端测试分选设备的需求,提高测试分选机的效率,通过参阅大量的文献,并且仔细研究了国外的转塔式测试分选机,拟制了TX900型转盘式QFN测试分选机的系统设计。论述了TX900型QFN测试分选机的工作原理及运行过程,运用模块化设计方法建立了系统结构模型,并详细论述了各部分的结构设计;接着介绍了设备的电气控制结构和控制软件设计,给出了控制程序流程图;最后讨论了该机的关键技术及解决方案。研究结果表明,该机具有效率高、兼容性强、扩充性强等特点。整个系统设计为转盘式QFN测试分选机最后的实现奠定了基础。

多目标优化方法在叠层QFN封装结构优化中的应用

文章采用响应曲面法试验设计与有限元仿真相结合的方法对叠层QFN封装器件在热循环条件下进行仿真分析,通过优化结构参数来降低叠层QFN封装在热循环条件下的Von Mises应力和封装翘曲。使用多目标优化设计方法中的统一目标法来综合考虑Von Mises应力和封装翘曲。应用遗传算法对评价函数在约束条件下进行搜索最优解,得出叠层QFN封装结构优化的方案,以提高封装的可靠性。

QFN封装芯片切割分离技术及工艺应用

总结当前QFN封装芯片切割分离方式的优缺点,从QFN封装器件材料特性出发,提出一种砂轮切割技术,并通过QFN芯片切割实验,探索能有效抑制铜材料特有毛刺发生的工艺条件。

对QFN封装芯片散热PAD的测试研究

QFN封装芯片体积小、重量轻,它特殊的底部PAD能有有效的散热,具有卓越的电性能和热性能[1]。然而如果芯片管脚与芯片散热PAD存在内部短路的问题时,在FT测试将无法准确的筛选出来。部分芯片在终端客户无法正常使用从而引发客户投诉和质量问题。针对此问题,对FT测试方案在硬件设计上进行了优化改善,能够准确的筛选出封装异常芯片。

QFN用环保塑封料研究

环氧塑封料是微电子工业和技术发展的基础材料,作为IC产品后道封装的三大主材料之一,随着IC封装技术的发展,对其特性的要求也越来越严格。IC产品未来发展趋势倾向于小体积高性能化的方向,QFN即为顺应此发展趋势所开发出来的封装形式。针对此封装形式长兴电子材料(昆山)有限公司开发出EK5600GH环保塑封料产品,此产品具有低吸湿率、低收缩率、高流动性及高可靠性的特点,可以满足QFN封装要求。同时还分别介绍了QFN用环保塑封料的测试数据、可靠性测试结果和客户端可靠性评估结果。

引线框架贴膜工艺在QFN封装制程中的应用

针对半导体封测领域方形扁平无引脚封装(QFN,Quad Flat No-leads Package)工艺中的引线框架贴膜工艺和装备,从QFN封装工艺制程、贴膜工艺、关键装备、应用及趋势进行了全面梳理和阐述。归纳总结了引线框架贴膜工艺的分类、国内外发展现状以及发展趋势,比较了主要半导体框架贴膜装备的主要参数,对贴膜工艺发展趋势进行了展望。研究结论对引线框架贴膜工艺在半导体框架贴膜的应用提供了参考,使半导体封测公司在选择相应贴膜装备时有了依据。

芯片封装技术的发展趋势

介绍了几种新型芯片封装技术的特点,并对未来的发展趋势及方向进行了初步分析。从中可以看出IC芯片与微电子封装技术相互促进、协调发展密不可分的关系。

FBP平面凸点式封装

随着IC设计的发展趋势,封装体日益向小体积、高性能化方向发展。江苏长电科技研发出的新型封装形式——FBP平面凸点式封装正是顺应了这一发展趋势的要求。文章主要介绍了FBP封装的结构以及突出的性能优势。

汽车电子封装趋势,考量及生产的特殊性

汽车电子是半导体行业成长较快的领域。安全、舒适、互联,和个性化是未来十年成长的主要动力。可靠性和性价比优势使支架封装仍占主导,而其它封装,如PBGA、堆叠式芯片尺寸封装(SCSP),和晶圆级封装(WLP)等,也正得到启用。MLF誖(QFN)应用广泛,具有很好的热电性能和设计灵活性。类似凹槽侧面可湿性焊点技术的创新,让MLF誖这种传统封装更具吸引力。更多传感器和MEMS用于汽车应用,封装形式主要为MLF誖,LGA和"凹槽MEMS"。资讯娱乐系统需要采用更多类型的封装形式。汽车电子封装生产所涉及的供应商管理、可靠性测试等因素必须与严格的汽车标准保持一致。

用于薄型阵列QNF及BGA覆膜式封装模具技术探讨

方形扁平无引脚封装QFN(QuadFlatNo-leadPackage),球栅阵列式封装BGA(Ball Grid Array Package),都属于表面贴装式封装,拥有高密度、薄型化特点,散热性能良好特点,目前主要应用于电脑CPU、手机芯片、人工智能处理器等中高端芯片封装领域。介绍了适用薄型阵列封装形式的塑封模具,特别是对一种用于薄型阵列QFN、BGA覆膜式封装模具进行了技术探讨。