用于便攜產(chǎn)品的MLF(Micro-Lead Frame)元件具有暴露的芯片踏板(die paddle),用于提高散熱和電氣性能。MLF元件已經(jīng)證明適合于低輪廓、高密度的射頻(RF)應(yīng)用。可是,需要嚴(yán)格的工藝優(yōu)化工作來保證可接受的裝配合格數(shù)。
MLF使用可焊接端子,而不是可塌落的焊錫連接 - 這種端子影響濕潤、焊點(diǎn)塌落、自我對中,而且大大地縮小了模板印刷和元件貼裝的工藝窗口。另外,由于缺乏對這種元件的PCB附著焊盤的設(shè)計(jì)和模板開孔形狀設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)/指引,因此有必要研究新的焊盤和模板開孔形狀與尺寸。針對密間距MLF元件的其他挑戰(zhàn)包括:拾與放的視覺問題、回流漂移、焊點(diǎn)空洞、錫橋和焊錫濕潤不良。
現(xiàn)在的MLF設(shè)計(jì)在形狀和尺寸上都是不同的,提供多種多樣的獨(dú)特的焊盤形狀、表面涂層和尺寸。一些設(shè)計(jì)提供一個(gè)芯片踏板(一種大的中心焊盤),它可能焊接到PCB上以提高該封裝的熱傳導(dǎo)性。要求絲網(wǎng)印刷來裝配MLF,絲孔阻塞對于密間距模板經(jīng)常是一個(gè)問題,模板阻塞可以通過適當(dāng)?shù)腻a膏選擇來減少,諸如IV型材料。另外,模板必須經(jīng)常清潔。
現(xiàn)在這一代的高速貼裝機(jī)器的視覺系統(tǒng)能夠處理MLF,但是要求專門的程序。經(jīng)常,MLF含有非功能的角落焊盤,與其他功能焊盤成45度方向。這些非功能焊盤可能被視覺系統(tǒng)誤認(rèn)為是“第一腳”位置。MLF也可能在元件的角落處使用不尋常形狀的焊盤,其幾何形狀不被貼裝機(jī)器所識(shí)別。解決方法是使用一個(gè)視頻模塊,定義每個(gè)焊盤在排列中的位置,但是這樣的系統(tǒng)可能難以識(shí)別扁平的或某種顏色的焊盤。調(diào)節(jié)光的角度和亮度可以緩解這個(gè)問題。貼裝力可能在不同的MLF設(shè)計(jì)之間變化,要成功地運(yùn)作也必須給與評估。
回流溫度曲線的開發(fā)對于成功的裝配是至關(guān)重要的。雖然可接受標(biāo)準(zhǔn)的大氣氣氛,但是推薦使用氮?dú)。與回流最經(jīng)常有聯(lián)系的三個(gè)主要問題是:元件漂移、焊點(diǎn)塌落和空洞的形成。這些封裝輕的特性,加上高的風(fēng)速,戲劇性地增加了在回流爐中元件漂移或被吹落板的可能性。減小氣流將解決這個(gè)問題,但是爐溫也可能需要相應(yīng)地增加來調(diào)節(jié)溫度曲線。如果MLF含有芯片踏板,額外的焊錫應(yīng)該提供足夠的粘性來防止漂移。記住,板上的溫度差可能導(dǎo)致在封裝上不均衡的焊點(diǎn)塌落,當(dāng)結(jié)合已經(jīng)低的離板高度時(shí),可能產(chǎn)生在封裝體上形成錫球。
適當(dāng)?shù)幕亓髑也可能在錫點(diǎn)內(nèi)減少空洞的形成。空洞可能是由于錫膏活動(dòng),但更可能是在沉錫點(diǎn)與平的或稍微凹進(jìn)的元件端子之間夾陷空氣的結(jié)果(一些封裝使用一種凸的焊盤設(shè)計(jì),這可能降低空洞的發(fā)生)。允許充足的回流時(shí)間和利用氮?dú)猸h(huán)境,可以減少空洞的含量,但是一些空洞會(huì)留在系統(tǒng)中。
以往的研究表明,MLF的可靠性很大程度上受到離板高度、焊點(diǎn)錫量、PCB焊盤尺寸和芯片踏板設(shè)計(jì)的影響。因?yàn)镸LF沒有錫球,焊點(diǎn)的錫量和離板高度完全是錫膏印刷工藝的結(jié)果。錫膏沉淀可以通過加大模板開孔尺寸和/或模板厚度來增加。推薦用后者來防止回流時(shí)的錫橋。也推薦為MLF裝配設(shè)計(jì)較大的PCB焊盤。通常,較大的焊盤可以接納較多的錫量,得到機(jī)械性和散熱型更好的產(chǎn)品。一項(xiàng)研究已經(jīng)顯示,增加MLF焊盤尺寸將封裝的空氣對空氣的熱可靠性提高高達(dá)60%。