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X射线对QFN焊点的有效检测应用

发布日期:2022-07-18浏览次数:68

方形扁平无引脚或QFN封装正越来越多地应用在电子产品中,这在很大程度上是被外形和尺寸的小型化、从2GHz到10GHz的更高运行速度、有效散热和低成本封装等需求驱动的。以引脚框架为基础特征的CSP(芯片级封装),如那些无焊球的 QFN具有低成本的优势,所以这类封装在商业电子产品中日益普及使用。

 

随着一种新型封装形式的日益广泛应用,焊点缺陷也会随之增加。目前业界对 QFN只有通用的检验标准,与面阵列封装类似,QFN的焊点在元件的底部,大部分目视检测方法都不能检测到,X光是这类焊点检测的有效解决方案。

 自动X光检测设备

自动X光断层扫描法是如何检测QFN焊点的?

QFN封装不像典型的翼型引脚封装和面阵列封装那样具有唯一的和可重复的特征。能检测到的QFN焊点特性并不明显,而且不同封装形式的变化也很大,这对自动X光检测设备来说是一种挑战,它需要提供一套能够可靠地捕捉缺陷并尽量减少误报的检测方案。为了建立一套可靠的检测方案,就需要建立一套能够区分好坏焊点形态特征库。

一个好的QFN焊点应在回流浸润 PCB和封装焊盘时形成一个良好的焊点形态,形成一个很强的焊点连接。根据QFN规格,焊点的脚跟部分形成于封装体的底部,同时脚尖部分形成于封装体的外部。

即使QFN的焊点轮廓存在很大的差异,应用自动X光进行检测时,仍然可以提取出一套焊点形态特征。有一件事需要知道,由于焊点形态的不同,有些焊点形态特性可能存在于一种类型的焊点中,但却不存在于另一种类型的焊点中。为了解决这种可变性,需要建立一个大的可供选择的形态特征库以便能反映总体焊点的不同区域特征。

 

自动X光检测的测量项目如下:

总体焊缝、脚尖、脚跟和中央区域的厚度,总体焊缝和脚跟脚尖周边区域的厚度变化斜率,脚跟和脚尖之间区域的曲率。

 自动X光检测设备

通过测量焊点不同部分的厚度,以确定焊点的形状。总体焊缝厚度被用来判断是否不在焊料及焊料是否足够。我们可以测量焊点的脚尖和脚跟部分并和中央部分进行对比。对那些特殊的焊点,有的要求脚跟和脚尖厚度要大于中央区域,而有些则要求焊点的脚跟和脚尖厚度和中央部分大体上一致。脚跟、脚尖和中央部分的厚度通常可被用来辅助描述焊点形态,并用这些信息帮助判断焊点是否回流充分和润湿完全。

 

QFN 是一种薄型化封装,良好焊点和开路焊点之间没有很明显的差别。随着产品的小型化发展,薄型化封装也日益增多。因此,也推动AXI技术和检测方法不断前进。为了提高检测的有效性,AXI厂商需要不断地开发和提高现有的检测方法,以迎接未来新封装技术的挑战。对封装和PCB进行良好DFI(可检测性设计)也同样重要,它能使AXI 检测变得更为有效,这需要AXI厂商、封装厂商和0EM厂商紧密协同努力。

 

最后,IPC等业界标准组织需要升级现有的标准,以满足PCBA业界的技术发展需求。

 


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