QFN*概述

　　QFN的英文全称是quad flat non-leaded package)，QFN和QFN封装是同义词：方形扁平无引脚封装，表面贴装型封装之一，是一种焊盘尺寸小、体积小、以塑料作为密封材料的新兴的表面贴装芯片封装技术。由于底部中央大暴露的焊盘被焊接到PCB的散热焊盘上，使得QFN具有**的电和热性能。这种封装也称为塑料LCC、PCLC、P-LCC 等。QFN的封装和CSP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、过回流焊形成的焊点来实现的，对PCB焊盘设计和表面贴装工艺提出了一些新的要求。印刷网板设计、焊后检查、返修等都是表面贴装过程中所应该关注的。

　　QFN是一种无引脚封装，呈正方形或矩形，封装底部中央位置有一个大面积裸露的焊盘，具有导热的作用，在大焊盘的封装外围有实现电气连接的导电焊盘。导电焊盘有两种类型：一种只裸露出封装底部的一面，其它部分被封装在元件内;另一种焊盘有裸露在封装侧面的部分。由于QFN不像传统的SO IC 与TSOP封装那样具有鸥翼状引线，内部引脚与焊盘之间的导电路径短，自感系数以及封装体内布线电阻很低，所以，它能提供**的电性能。此外，它还通过外露的引线框架焊盘提供了出色的散热性能，该焊盘具有直接散热的通道，用于释放封装内的热量。通常，将散热焊盘直接焊接在电路板上，并且 PCB中的散热过孔有助于将多余的功耗扩散到铜接地板中，从而吸收多余的热量。

　　QFN具有良好的电和热性能、体积小、重量轻，成为了许多新的应用的一种理想的选择。在印制板上，封装的大面积裸露焊盘相对应的热焊盘，其尺寸设计与封装的大面积裸露焊盘尺寸相同;导电焊盘相对应的四周焊盘，其尺寸也和导电焊盘尺寸设计相似，但向外稍微长一些。我们可以模糊地把QFN看成一种缩小的 PLC C封装，我们以32引脚的QFN与传统的28引脚 的PLCC封装比较为例，面积(5mm×5mm)缩小了84%，厚度(0.9mm)降低了80%，重量(0.06g)减轻了95%，电子封装寄生效应也降低了50%，所以，非常适合应用在手机、数码相机、PDA以及其它 便携式 小型电子设备的高密度印刷电路板上。

　　QFN*特点

　　QFN的主要特点有：

　　● 表面贴装封装

　　● 无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积

　　● 组件非常薄(<1mm)，可满足对空间有严格要求的应用

　　● 非常低的阻抗、自感，可满足高速或者微波的应用

　　● 具有优异的热性能，主要是因为底部有大面积散热焊盘

　　● 重量轻，适合便携式应用

　　● 无引脚设计

　　QFN*优缺点

　　近几年来，QFN(Quad Flat No-lead，方形扁平无引线封装)由于具有良好的电和热性能、体积小、重量轻，其应用正在快速增长。采用微型引线框架的QFN称为MLF封装(Micro Lead Frame—微引线框架)，QFN和CSP(Chip Size Package，芯片尺寸封装)有些相似，但元件底部没有焊球。

　　优点：QFN(方形扁平无引脚封装)具有良好的电和热性能、体积小、重量轻、其应用正在快速增长;开发成本低，目前很多design house用QFN/DFN作为新品开发;QFN具有优异的热性能，主要是因为封装底部有大面积散热焊盘，为了能有效地将热量从芯片传导到PCB上，PCB底部必须设计与之相对应的散热焊盘以及散热过孔，散热焊盘提供了可靠的焊接面积，过孔提供了散热途径;由于QFN不像传统的SOIC与TSOP封装那样具有鸥翼状引线，内部引脚与焊盘之间的导电路径短，自感系数以及封装体内布线电阻很低，所以它能提供**的电性能;此外，它还通过外露的引线框架焊盘提供了出色的散热性能，该焊盘具有直接散热通道，用于释放封装内的热量。通常将散热焊盘直接焊接在电路板上，并且PCB中的散热过孔有助于将多余的功耗扩散到铜接地板中，从而吸收多余的热量。QFN不必从两侧引出接脚，因此电气效能胜于引线封装必须从侧面引出多只接脚的SO等传统封装。

　　QFN有一个很突出的特点，即QFN与超薄小外形封装(TSSOP)具有相同的外引线配置，而其尺寸却比TSSOP的小62%。根据QFN建模数据，其热性能比TSSOP封装提高了55%，电性能(电感和电容)比TSSOP封装分别提高了60%和30%。

　　QFN由于体积小、重量轻、加上杰出的电性能和热性能，这种封装特别适合任何一个对尺寸、重量和性能都有的要求的应用。

　　缺点：对QFN的返修，因焊接点完全处在元件封装的底部，桥接、开路、锡球等任何的缺陷都需要将元件移开，又因为QFN体积小、重量轻、且它们又是被使用在高密度的装配板上，使得返修的难度大。工业级别和汽车级别QFN目前是不用的，可靠性太低，有待新工艺开发。

　　QFN*焊接方法

　　QFN与DFN还有MLP封装的芯片一样,是要在在125摄氏度下烘烤24小时以去掉其中水份.不过烘烤在芯片制造商出厂完成.用户可直接组装带圈中的芯片.如芯片属零购,则会吸水份,须烘烤,不然成品率会降低.焊接方法有：

　　手工样板焊接: 先在板子和芯片上烫焊锡,然后在PCB上涂助焊剂,用镊子把芯片定位到PCB上对准后用烙铁在边上加热,此方法焊接效率较低,但比较可靠,适合样板而不适合批量。

　　钢网(也可以找现成的同样封装的钢网)，刷锡膏，手工贴上，过回流焊(或热风台)。简单的话先在焊盘上上点锡，各个焊盘要用锡一样多，高度要均匀，然后涂上些粘稠的松香，把芯片放上去，用热风焊台均匀加热，这时不要给芯片加压，等焊锡熔化后，把芯片浮起，自动对准位置后，停止加热，冷却后就行了。焊接好的锡面比较漂亮。

　　用回流焊工艺在PCB上贴装，*好用点焊膏方式，对贴片机要求较高。如果是制样的话，根据其外形，在PCB上做好**定位标识，焊盘上点胶后，用手工仔细贴片，过回流焊，或者有经验的话，也可用平台加热。

　　QFN*器件拆除

　　为保证较高的返修质量,QFN的拆除和重新焊接都应该使用BGA返修台。在拆卸时返修台的底部加热器主要起到PCB底部低温加热作用,真正起到高温拆卸的是顶部的拆卸头。QFN器件本身的微型化特点使得其PCB设计为高密度型,拆卸头在返修中与PCB之间仅有微小间隙,高温热风会吹到返修区之外,使周边元器件受到热影响,乃至焊点被重熔。这样会降低这些元器件的可靠性或者导致新的缺陷产生。因此在拆卸和重新焊接器件时都需要将待返修QFN器件周围10mm以内的元器件进行热屏蔽。 一般的热屏蔽方法是用隔热胶纸或其他隔热材料覆盖,使焊点不被重熔。该覆盖层的效果也需要在设定返修温度曲线时一并测量确认。

　　QFN*检测与返修

　　(1)焊点的检测

　　由于QFN的焊点是在封装体的下方，并且厚度较薄，X-ray对QFN焊点少锡和开路无法检测，只能依靠外部的焊点情况尽可能地加以判断，但目前有关QFN焊点侧面部分缺陷的断定标准尚未在IPC标准中出现。在暂时没有更多方法的情况下，将会更多倚赖生产后段的测试工位来判断焊接的好坏。

　　从图6中的X-ray图像可见，侧面部分的差别是明显的，但真正影响到焊点性能的底面部分的图像则是相同的，所以这就给X-ray检测判断带来了问题。用电烙铁加锡，增加的只是侧面部分，对底面部分到底有多大影响，X-ray仍无法判断。就焊点外观局部放大的照片来看，侧面部分仍有明显的填充部分。

　　(2)返修

　　对QFN的返修，因焊接点完全处在元件封装的底部，桥接、开路、锡球等任何的缺陷都需要将元件移开，因此与BGA的返修多少有些相似。QFN体积小、重量轻、且它们又是被使用在高密度的装配板上，使得返修的难度又大于BGA。具体难度原因如下：

　　(1)元件轻小,易被热风吹偏位;

　　(2)PCB上的元件排布密度大,QFN周围会排布较多的微小阻容元件,狭小的空间很难进行返修锡膏的印刷;

　　(3)高密度的元件排布使得被返修器件周围的元器件容易受到高温干扰,导致焊点重熔或焊点结构恶化,从而降低可靠性;

　　(4)薄小的尺寸使得温度传导快,内部芯片容易温度过高而受损,在受潮的情况下易产生󰀂爆米花 现象。

　　(5)如果加热速度过快会导致元器件曲翘变形;

　　(6)如果PCB的预热不充分会导致PCB的分层和变形。

　　当前，QFN返修仍旧是整个表面贴装工艺中急待发展和提高的一环，尤其须使用焊膏在QFN和印制板间形成可靠的电气和机械连接，确实有一些难度。目前比较可行的涂敷焊膏方法有三种：一是传统的在PCB上用维修小丝网印刷焊膏，二是在高密度装配板的焊盘上点焊膏(如图8);三是将焊膏直接印刷在元件的焊盘上。上述方法都需要非常熟练的返修工人来完成这项任务。返修设备的选择也是非常重要的，对QFN既要有非常好的焊接效果，又须防止因热风量太大将元件吹掉。

　　QFN的PCB焊盘设计应遵循IPC的总原则，热焊盘的设计是关键，它起着热传导的作用，不要用阻焊层覆盖，但过孔的设计*好阻焊。对热焊盘的网板设计时，一定考虑焊膏的释放量在50%～80%范围内，究竟多少为宜，与过孔的阻焊层有关，焊接时的过孔不可避免，调整好温度曲线，使气孔减至*小。QFN是一种新型封装，无论是从PCB设计、工艺还是检测返修等方面都需要我们做更深入的研究。

　　QFN(方形扁平无引脚封装)具有良好的电和热性能、体积小、重量轻、其应用正在快速增长，采用微型引线框架的QFN称为MLF封装(微引线框架)。QFN和CSP(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、过回流焊形成的焊点来实现的。