Дизайн PCB - Руководство по проектированию плиты QFN для проектирования панелей PCB

1. Basic introduction to QFN package PCB design

QFN (Quad Flat No Lead) является относительно новой формой герметизации интегральных схем, однако ее применение быстро развивается благодаря ее уникальным преимуществам. QFN - это упаковка без свинца, которая помогает уменьшить чувство самоиндукции между ногами и имеет явные преимущества в применении высоких частот. внешний вид QFN - прямоугольник или квадрат, размер которого приближается к CSP, поэтому очень тонкий и легкий. на дне узла есть сварной конец с плоской нижней поверхностью. в центре есть большой открытый спаянный конец, используемый для теплопередачи. большой спаянный конец используется для электрических соединений. есть два типа сварных концов I / O: один - с одной стороны, с другой стороны, с нижней стороны сборки, а остальные - с другой; другой тип деталей подвергается воздействию на боковую сторону сварной сборки.

QFN для создания с помощью внешних ссылок монтаж PCB more flexible, медный спай с Центральной обнаженностью имеет хорошую теплопроводность и электрические свойства. Эти свойства позволяют использовать QFN в ряде электронных продуктов, требующих высокой емкости, вес, thermal performance, электрические свойства.

Поскольку QFN является относительно новой формой упаковки интегральных схем, no relevant content is included in PCB design guidelines such as IPC-SM-782. Данная статья может помочь управлять пользователем при проектировании и технологическом проектировании паяльного щита QFN. Однако, it should be noted that this article only provides some basic knowledge for reference. пользователь должен непрерывно накапливать опыт в реальном производстве, оптимизировать дизайн и технологический дизайн паяльного диска, чтобы добиться удовлетворительного сварочного эффекта.

2. Описание пакета QFN

размер QFN можно найти в Руководстве по его продукции, которое соответствует общим отраслевым стандартам. QFN обычно использует стандартные конфигурации серии JEDEC MO - 220, которые можно использовать при проектировании паяльного диска.

QFN General PCB Design Guide

центральный открытый спай и периферия I/O soldering ends of the QFN form a flat copper lead structure frame, затем заливка в смолу, закрепление смолой плесени. открытый центральный спай и периферия I/O soldering end on the bottom surface, все это должно быть сварено на PCB.

для того чтобы получить максимальное технологическое окно и получить хорошую и надежную сварную точку. Следует иметь в виду, что для сварки концов Центральной нагишой сварки, проходя через "якорь" сборки, можно не только получить хороший эффект теплоотвода, но и повысить механическую прочность сборки, что поможет повысить надежность сварных точек на периферии I / O. теплоотводящая прокладка PCB, сконструированная для Центральной и голой сварки QFN, должна быть спроектирована таким образом, чтобы иметь отверстие для отвода тепла, соединяющее скрытый металлический слой с внутренним слоем PCB. Такое вертикальное охлаждение через отверстие пропускания позволяет QFN получить желаемый эффект теплоотдачи.

Руководство по проектированию плитки QFN

1. периферийное устройство I/О - подушкаs

конфигурация паяного диска PCB I / O должна быть чуть больше, чем сварной конец QFN, внутренняя сторона которого должна быть сконструирована как круглая, чтобы соответствовать форме спайки

Если PCB имеет проектное пространство, то внешнее расширение паяльного диска I / O (Tout) более 0,15 мм может значительно улучшить формирование внешних сварных точек. если внутреннее удлинение (Tin) превышает 0050 мм, то необходимо рассмотреть вопрос о том, чтобы предусмотреть достаточный промежуток между Центральной подушкой для охлаждения во избежание моста.

центральный радиатор

центральный радиатор должен быть спроектирован как 0 - 0.15 мм larger than each side of the QFN central bare soldering end, То есть, the total side length is 0-0.более 3 мм, but the central heat-dissipating pad should not be too large, иначе, it will affect the I/разумный зазор между паяльной плитой о повышает возможность соединения моста. The minimum gap is 0.15mm, if possible, лучше всего 0.25mm or more.

радиатор

радиатор должен равномерно распределяться на центральной подушке, шаг 1.0mm-1.2 мм. The vias should be connected to the metal ground layer of the inner layer of the PCB. диаметр проходного отверстия рекомендуется 0.3mm-0.33 мм.

Несмотря на увеличение пористости (уменьшение перерывов), тепловые свойства поверхности, как представляется, могут улучшиться, однако, поскольку увеличение пористости также приведет к увеличению потока тепла, практические результаты не определены, и их необходимо определять в соответствии с реальными условиями PCB (например, размер термокомпрессионного диска PCB, залегающего пласта).

4. проектирование сварочного фотошаблона

В настоящее время существуют два вида сварочных фотошаблонов: SMD (определенный сварочный шаблон) и NSMD (определенный незаварочный шаблон). SMD: отверстие интерцепторов меньше, чем металлический паяльный диск; NSMD: отверстие для сварочного шаблона больше, чем металлический паяльный диск.

Since it is easier to control in the copper corrosion process, процесс NSMD более популярен. Moreover, процесс SMD концентрирует давление на перекрывающихся участках сварочного фотошаблона и металлического слоя паяльного диска, при экстремальной усталости легко ломать сварную точку. The NSMD process makes the solder around the edge of the metal pad, это значительно повышает надёжность сварных точек.

по этим причинам, как правило, рекомендуется использовать технологию NSMD при проектировании сварочных масок на центральной подушке для охлаждения и внешней подушке I / O. Однако технология SMD используется для создания сварочных масок для Центральной термосварочной плиты с относительно большими размерами.

при использовании технологии NSMD, открывание интерцепторной плиты должно быть больше 120um - 150um, то есть между интерцепторной плитой и металлическим электродом должно быть 60um - 75um зазор, дуговой сварной диск должен быть сконструирован соответствующим образом. стык отверстий слоя, особенно в углу, должен быть достаточным для сварки маски, чтобы предотвратить соединение моста.

Каждая паяльная панель I / O должна быть сконструирована отдельно для открытия паяльного шаблона, с тем чтобы прилегающая к ней панель I / O могла быть покрыта сварным шаблоном и не допускать формирования моста между прилегающими электродами. Однако для толщины паяного диска I / O в диапазоне 0,25 мм и тонкого расстояния QFN только 0,4 мм, все паяльные диски на одной стороне могут быть спроектированы равномерно в одно большое отверстие, с тем чтобы соседние между паяльной плитой I / O не было запаянных шаблонов.

Некоторые из центральных огороженных спаянных концов конструкции слишком большие, so that the gap with the peripheral I/спаянный конец очень маленький, Это легко привести к мосту. В таком случае, the solder mask design of the горячий диск PCB следует использовать технологию SMD, that is, каждая сторона имеет право на уменьшение отверстия электрода 100um, чтобы увеличить площадь сопротивления между Центральной горячей сварной плитой и i - образной сварной плитой./O pad .

антикоррозийное покрытие должно покрывать отверстие на горячей сварной плите, с тем чтобы предотвратить утечку припоя из горячей перемычки, образуя тем самым порожний припой между Центральной и голой горелкой QFN и Центральной термокомпрессионной плитой PCB. диаметр приварной маски для проходного отверстия должен быть на 100 микрон больше, чем диаметр проходного отверстия. рекомендуется, чтобы на обратной стороне PCB было нанесено сопротивление сварному маслу, с тем чтобы закупорить отверстие, в результате чего на передней подушке образуется много пустот. Эти полы помогают в процессе обратного сварки. газ высвобождается, образуется больше пузырьков вокруг отверстия. Следует отметить, что наличие этих пузырьков не влияет на тепловые характеристики, электрические характеристики и надежность точек сварки, и это приемлемо.