QFN 和 DFN 是具有两种类型焊点的组件组，其作用完全不同：侧面的引脚用于连接信号，下方的金属底座既接地又导热。一个产品可能在一组焊点中通过，但在另一组焊点中失败，并且肉眼无法区分。
本文指导如何读取两组 QFN/DFN 焊点的切片、如何评估基材下的空洞以及四种常见错误。
1. QFN/DFN 为何难以评估？
- 侧腿很短：形成圆角的锡量少，容易误判少锡。
- 散热器完全位于下方：肉眼无法看到，无法检查。
- 鞋底下不出现空洞：该产品在初始阶段仍然有效。
- 两组焊点具有不同的标准：相同的切片，两组的结论可能相反。
2. 两组焊点，两套标准
| 标准 | 侧腿 | 散热片位于下方 |
|---|---|---|
| 主要角色 | 传导信号 | 接地和导热 |
| 要评估的特征 | 圆角高度和宽度、润湿性 | 锡覆盖水平、空洞、焊层厚度 |
| 未实现时的影响 | 信号错误、焊点不牢固 | 局部过热、接地阻抗高 |
| 存在空洞时的严重程度 | 如果空洞很小，则较低 | 高，特别是在鞋底中央 |
| 主要检查方法 | 目视检查、AOI、切片 | X 射线，切片 |
由于两组有不同的标准，QFN/DFN 的切片报告必须将每组的结论分开，而不是将它们分组为“合格焊点”或“失败焊点”。
3. 阅读侧腿部分
- 湿度：锡是否均匀地分布在脚的边缘和垫上，还是结块？
- 圆角高度：测量从脚垫表面到脚边缘的距离，清楚基准出基准。
- 触点宽度：脚与焊盘之间的锡部分是连续的还是有间隙？
- 圆角内有空洞：如果是，请写出大小和位置。
实际注意事项：对于 QFN/DFN，标准通常侧重于界面处具有金属键，而不需要厚圆角。所以不要仅仅因为圆角低就得出错误的结论。
4. 读取散热器底座的切片
| 参数 | 如何确定 | 含义 |
|---|---|---|
| 锡覆盖水平 | 切片中锡区域宽度与基板总宽度的比率 | 指示锡是否均匀分布在整个基材上或仅集中在一侧 |
| 虚空 | 记录面积比例、最大尺寸和位置 | 中心的空洞比边缘的空洞更重要 |
| 焊层厚度 | 沿底座的多个点进行测量 | 层太薄会增加热阻 |
| 连接两端 | 检查焊盘侧和元件底座侧 | 确保接口处没有缝隙 |
5. 为什么基地下面的虚空很危险？
散热器是元件的主要散热途径。当存在较大空洞时，热量无法逸出到电路板，而是积聚在组件中，从而导致：
- 结温高于设计，缩短元件寿命。
- 接地阻抗增加，影响高频性能。
- 热循环会导致空洞随着时间的推移而扩散，导致焊点更快恶化。
这就是为什么底基层空洞通常比信号焊点中的空洞更严重地被评估。
6. 四个常见错误
| 错误 | 切片上的标记 | 常见原因 |
|---|---|---|
| 臀部少锡 | 锡没有覆盖底座整个边缘，接口有缝隙 | 锡膏量不够、钢网开孔小、焊盘错位 |
| 底座下方有较大空洞 | 中心区域有大气泡 | 空气无法及时逸出，焊膏潮湿，热分布不理想 |
| 锡从底座溢出 | 锡从基底区域流出并接触邻近区域 | 锡膏用量过多，焊接时对元件施加压力 |
| 组件从一侧抬起 | 底座一侧有缝隙，另一侧裸露 | 弯曲电路板，焊接时平整度偏差 |
7. 如何正确切割 QFN/DFN 样品
- 垂直于脚排切割让切片同时穿过多个腿。
- 确保该部分穿过底座的中心查看底座的中心和两个边缘。
- 至少选择两个组件：一个在板的边缘，一个在板的中间，因为热条件不同。
- 记录切割方向需要时与引脚排列进行比较。
8. 常见问题
X 光显示鞋底下有空洞，需要割掉吗？
如果空洞较大或位于中心区域，则应进行切割。 X 射线显示整个鞋底的鳞片；切片显示了空洞所在的层以及实际的覆盖范围。
低圆角是错误吗？
不是自动的。对于 QFN/DFN，主要标准是界面处是否存在金属键合。在得出错误结论之前，有必要确定链接。
底座下的空洞是否有一般标准？
该阈值取决于适用的标准和设计的散热要求。评估前应与客户就内部阈值达成一致。
小型 DFN 元件可以切割吗？
可以，但是由于要测量的区域很小，因此您需要仔细准备样本。建议使用冷铸并减少抛光步骤中的力。
除了切片还应该检查什么？
建议在运行时检查结温并测量接地阻抗，因为这两个指标反映了基板下方空洞的实际影响。
9. 结论
QFN/DFN 有两组焊点，其作用不同，因此必须分别评估。侧引脚需确认金属连接；需要评估散热器底座的锡和空洞覆盖率，因为这是组件的主要散热途径。
要做四件事：垂直于脚排并穿过鞋底中心进行切割；对两组焊点分别得出结论；按比例、最大尺寸和位置记录空洞；并在开始之前与客户就评估阈值达成一致。
参考资料
- IPC-A-610 — 电子组件、无针元件和扁平元件的验收标准。
- J-STD-001 — 电气焊接和电子组装的要求。
- IPC-TM-650 方法 2.1.1 — 显微切片。
- 制造商提供的带有散热器的组件的设计和组装说明。
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