[发明专利]具有当附着到PWB时能够检查焊点的机构的QFN器件及其制造方法

说明书

一种用于向QFN器件(40)上的引线(12)的底部提供人工支座(38)的装置和方法，所述人工支座足以提供间隙，所述间隙改变焊料流动的流体动力学并产生独特的毛细管效应，当QFN器件附着到印刷线路板PWB上时，所述毛细管效应将向上推动所述QFN器件的引线的焊料。

背景技术

元件封装通常由消费电子市场驱动，较少考虑可靠性更高的行业，例如汽车、医疗、工业和航空。改进的封装技术和元件小型化通常会导致新的或意想不到的设计、制造和可靠性问题。无引线器件就是这种情况(例如，四方扁平无引线(QFN)和小外形无引线(SON)器件)，尤其是对于新的非消费电子原始设备制造商(OEM)。因此，将QFN等元件器件系列集成到高可靠性环境中是具有挑战性的。QFN部件可能易受焊接疲劳问题的影响，特别是热循环引起的热机械疲劳。与有引线器件相比，由于热膨胀系数(CTE)不匹配，QFN器件中显著较低的支座会导致较高的热机械应变。

制造方面也有问题。对于较大的QFN元件，回流焊过程中的水分吸收可能是一个问题。如果器件吸收了大量水分，则回流过程中的加热会导致元件过度翘曲。这可能会导致元件的角部脱离印刷电路板，从而导致接头形成不当。QFN制造的其它几个问题包含：由于中心热焊盘下的焊膏过多导致的零件浮动、大的焊料空隙、不良的返工特性以及优化回流焊分布。阻碍QFN器件广泛应用于高可靠性环境的另一个重要问题是自动焊点检查设备无法充分检查QFN器件的焊点，这些QFN器件没有接触通孔和/或从QFN器件向外延伸的外部引线。其结果是一个严重的问题，将QFN器件集成到PWB上的制造商无法充分检查QFN器件与QFN器件所连接的PWB之间的焊点。相比之下，可以检查有引线的器件，因为引线向外延伸并远离有引线的器件，并且对应的焊点各自形成可见的焊脚。

如前所述，QFN是消费电子市场上广泛使用的器件。QFN器件已经使用了大约20年。与有引线的器件不同，在QFN，电触点或端子嵌入模盖。如图1所示，没有任何东西从器件延伸到表面贴装。无引脚封装(QFN和SON)的这一特性允许它们在芯片级上很小。

如图2所示，QFN器件始于具有管芯附着焊盘14和引线12的引线框，该管芯附着焊盘也可以用作热焊盘。在一个实施例中，引线框架由200μm(或8密耳)厚的铜材料构成，并且每个引线的宽度为200mm。接下来，集成电路(IC)管芯18通过管芯附着材料22附着到管芯附着焊盘的顶面。接下来，在引线框架引线与IC管芯的电触点或端子之间形成引线接合20。最后，IC管芯、管芯支撑焊盘、引线框架和接合线的最终组合用模制化合物16封装。塑料可以用作模制化合物，但是也可以使用其它材料，包含陶瓷。在QFN制造工艺34中，引线框条36上有多个QFN器件10，它们同时被块模制/封装，如图3所示。如图1和2所示，QFN器件10随后被分割以产生单独的QFN器件。QFN器件底部的平坦表面可能是安装到印刷线路板(PWB)上的唯一接触面。引线12和管芯附着/热焊盘14没有被塑料模具/密封剂16覆盖。管芯附着/热焊盘14的暴露表面可以焊接到PWB上的对应的焊盘，或者用其它导热管芯附着材料附着。QFN器件10的引线12可以焊接到PWB上对应的电触点或端子上。图1至3示出了引线12中的每一个的第一部分暴露在QFN器件10的底面上，引线12中的每一个的端部暴露在QFN器件10的侧面上。电触点或端子的侧面可以在分割过程中暴露，在分割过程中，使用锯从生产模制条36切割每个QFN器件10，该生产模制条切割引线12中的每一个的端部并暴露所得的侧面。结果是引线12的底面和侧面暴露。

发明内容

本发明内容以简化的形式介绍了所描述的概念，这些概念将在下面的具体实施方式(包含提供的附图)中进一步描述。本发明内容不旨在限制所要求保护的主题的范围。

所描述的实例提供了QFN器件及其制造方法，该器件具有能够在附着到PWB时检查焊点的机构。其它实例结合了QFN器件和PWB，以及制造它们的方法。还有一些实例提供了一种制造具有能够检查焊点的机构的多个QFN器件的方法。