Piesele QFN și DFN
Mărimea fizică mică și amprenta nu sunt singurele avantaje pentru un QFN. Cel mai mic dintre aceste pachete se termină cu fire foarte scurte. Acest lucru permite îmbunătățirea caracteristicilor semnalului și a proprietăților termice excelente. Majoritatea pieselor QFN și DFN au o zonă de contact metalică mare pe partea inferioară, chiar în interiorul rândurilor de contacte de semnal, așa cum se arată în imaginea de mai sus.
Diceul de silicon se află chiar pe tamponul termic, permițând astfel o performanță termică impresionantă. Am văzut QFN de 3mm x 3mm care pot genera 5V la 800mA, care necesita un pachet mare TO-220 și un radiator.
Această performanță extra vine cu un preț, totuși. În acest caz, prețul este în mare parte în arena de provocări de manufacturabilitate, care este modul în care conversația noastră revine la slujba mea de zi. La circuitele de criptare , am invatat ce cauzeaza probleme QFN si cum sa prevenim aceste probleme. Se reduce la cantitatea de pastă de lipit care este pusă în jos și la diferența de suprafață a plăcii termice mari și a contactelor laterale.
Solderul se pune pe plăcuțele de montare pe suprafață printr-un proces de matlasare sau cu o imprimantă cu jet de pastă de lipit. În procesul de screening de mătase, un șablon de pastă de lipit din oțel inoxidabil este creat prin deschideri de tăiere cu laser pentru toate plăcuțele componente pentru montarea pe suprafață. Acest șablon este apoi plasat pe partea superioară a plăcii cu circuite imprimate (PCB), iar pasta de lipit este așezată cu o racletă. Acest proces este aproape identic în ceea ce privește crearea unui tricou de mătase ecranat.
Multe magazine, inclusiv ale mele, utilizează de asemenea o imprimantă cu jet de pastă pentru a aplica pasta. Acest lucru are avantajul de a permite modificarea ușoară a modelului de pastă în zbor. Dezavantajul său este că picăturile de paste pe care le aplică nu dau precizia necesară pentru unele dintre piesele super-mici noi.
Un șablon tipic de lipire poate fi de 3 sau 4 mils (0,067 până la 0,100 mm) gros. Privind fotografiile QFN de mai sus, puteți vedea că raportul de aspect al suprafeței la o grosime a stencilului de 4 mil. Este destul de mare pentru pad-ul central, dar este mult mai mic pentru contactele de-a lungul laturilor.
Atunci când pasta de lipire se topește în cuptorul reflow, forma depunerii de lipire se va schimba. Nu voi intra în dinamica lichidului acelei configurații, dar rezultatul este că, dacă tamponul central este dat o doză completă de pastă de lipit, partea va pluti în sus pe tamponul central și unele sau toate contactele laterale sunt foarte probabil să nu lipiți, după cum se arată în ilustrația de mai jos:
QFN float (Sursa: Duane Benson)
Deschiderea stencilului este controlată de amprenta CAD. Din păcate, amprentele părților QFN și DFN din bibliotecile CAD sunt aproape întotdeauna greșite în această privință. Acestea oferă o deschidere de pastă de lipit care are aceeași dimensiune ca și placa de cupru. Nu numai că acestea sunt aproape întotdeauna greșit în software-ul CAD, dar ele sunt aproape la fel de frecvent afișate incorect în fișa tehnică de componente.
Mai degrabă decât o deschidere de dimensiune completă, stratul de șablon ar trebui segmentat pentru a oferi o acoperire de 50 până la 75% pe pastă pe baza centrală așa cum este ilustrat mai jos:
Stencil segmentat QFN (Sursa: Duane Benson)
Deschiderile pentru șablon de pastă de lipire (sau modelul de depunere pentru jetul de pastă) sunt specificate în stratul de stencil - uneori denumit "strat de pastă" sau "strat de cremă" - în software-ul dvs. CAD. Mulți editori de amprente creează automat stratul de stencil atunci când plasați un suport de suprafață.
Asta face parte din problemă. În multe cazuri, software-ul creează automat o deschidere a stencilului care se potrivește cu orice dimensiune a tablei de cupru. Faptul că instrumentul face acest lucru în mod automat înseamnă că mulți utilizatori au impresia că nu au nevoie să se gândească la acest lucru, dar ei într-adevăr fac, pentru că - pentru un QFN de mare cald slug - probabil că va fi greșit.
Corectarea amprentei este o sarcină destul de ușoară, dar cum ați ști că trebuie să remediați orice altceva decât dacă o anumită persoană de asamblare a PCB-urilor se poartă cu tine? Probabil că nu ar fi, așa că iată-mă, să te frământă.
Soluția, așa cum am spus, este destul de ușoară. Ei bine, este ușor dacă sunteți familiarizat cu procesul de creare sau modificare a amprentelor din software-ul dvs. CAD. Îți voi lăsa acel detaliu specific, dar dacă știi cum, sau o dată ce ai învățat cum, îți spun ce să faci.
În editorul de amprente, opriți stratul automat de pastă și trageți-l cu mâna. Tehnica va diferi în funcție de funcționarea editorului amprentei dvs., dar ceea ce trebuie să faceți este același lucru. Asigurați-vă că stratul de stencil nu este creat în mod implicit și apoi trageți-l în stratul de stencil. Ilustrația de mai jos prezintă un exemplu despre cum ar trebui să arate.
QFN strat de sticlă pastă de lipire strat bun exemple (Sursa: Duane Benson)
Trageți pentru acoperire între 50 și 75% pastă de lipit; adică, pasta de lipit ar trebui să acopere 50 până la 75% din stratul de cupru. În cazul în care există vii în tampon, nu puneți pasta deasupra lor. Viasul trebuie să fie acoperit cu mască de lipit, sau umplut și placat peste. Daca lasati viasile deschise, lipirea se va desprinde si va sfarsi in partea opusa a tabloului. Acest lucru nu este, de asemenea, un lucru bun să se întâmple.
Un alt lucru: Este 50% sau este 75%? Într-un prototip sau într-o lume cu cantități mici, oriunde în această gamă există o șansă bună de succes. Dacă construiți un produs cu volum mare, veți dori să lucrați cu inginerii de fabricație la compania care vă construiește plăcile. Vor începe în acel interval și vor schimba modelul de șablon pentru a obține cele mai bune rezultate posibile pe linia lor de fabricație.
QFN-urile pot fi puțin intimidante, dar sunt aici pentru a rămâne. Cu puțină grijă, puteți avea succes cu ei. S-ar putea chiar să vă puteți micsora puțin la bord și să economisiți o parte din costurile de fabricație.