Elektronik tasarım - PCB tahta tasarımı için QFN pad tasarım rehberi

1. QFN paketi PCB tasarımına temel giriş

QFN (Quad Flat No Lead) yaklaşık olarak yeni bir IC paketleme formudur, fakat eşsiz avantajları yüzünden uygulamaları hızlı büyüdü. QFN, pinler arasındaki kendini küçültmeye yardımcı ve yüksek frekans uygulamalarında a çık bir avantajlar vardır. QFN görüntüsü kare ya da dikdörtgenlidir ve ölçü CSP'ye yakın, bu yüzden çok ince ve ışık. Komponentünün dibinde a şağıdaki yüzeyle seviye olan bir kaynağı var. Sıcak yönetimi için merkezde büyük bir yayılma sonu var. Büyük kanalların çevresindeki elektrik bağlantısı için I/O kanalları var. İki tür I/O kayıt sonu var: Bir tür sadece komponentin dibinin bir tarafını açıklıyor, diğer parçaları komponente kapsullanıyor; Diğer türün çözüm sonunda komponentin yanında a çık bir parçası var.

QFN, PCB sürücüsünü daha fleksibil yapmak için periferik pinleri kullanır ve merkezdeki çıkarılmış bakır çözücüsü iyi termal sürücüsü ve elektrik performansını sağlar. Bu özellikler, yüksek volum, kilo, termal performansı ve elektrik performansı gereken bazı elektronik ürünlerde QFN'in yeniden kullanılmasını sağlıyor.

QFN IC paketlerinin relativiyle yeni bir formu olduğundan dolayı, IPC-SM-782 gibi PCB tasarım rehberlerine bağlı bir içerik dahil olmadı. Bu makale QFN pad tasarımı ve üretim süreci tasarımında kullanıcıları yönlendirebilir. Ancak, bu makale sadece bazı temel bilgi sağladığını belirtmeli. Kullanıcılar gerçek üretimde tecrübeleri sürekli toplamak ve patlama tasarımı ve üretim süreci tasarımı yetenekli kayıtlar sonuçlarına ulaşmak için uygulamaları gerekiyor.

2. QFN paket tasvir

QFN boyutları, genel endüstri standartlarına uygun ürün el kitabına bağlı olabilir. QFN genelde JEDEC MO-220 seri standart çizgisini kabul eder, bu çizgi boyutlarını kapatırken anlatabilirsiniz.

Üç, QFN genel PCB tasarım rehberi

QFN'in merkezi çıplak çözümleme sonu ve periferik I/O çözümleme sonu bir bakar ön yapısı çerçevesi oluşturur, sonra onu mold resin ile tamir etmek için resin atılır. Merkezi boş çözümleme sonu ve periferal I/O çözümleme sonu aşağıdaki yüzeyde, hepsi PCB'ye çözülmeli.

PCB plak tasarımı, en büyük süreç penceresini elde etmek için fabrikanın gerçek süreç kapasitesine uygulanmalıdır ve iyi güvenilir çözücü toplantılarını elde etmek için. Komponentünün "ankör" üzerinden merkezi çıplak akıp sonunu karıştırmak için sadece iyi ısı patlama etkisi elde edilebilir, ancak komponentin mekanik gücünü de arttırabilir. Bu, periferik I/O akıp bitirme sonunun sol ortak güveniliğini geliştirmek için yararlı. QFN'in merkezi çıplak çözümleme sonu için tasarlanmış PCB sıcaklık patlama patlaması PCB iç katının gizli metal katmanına bağlanmak için termal yönetici ile tasarlanılmalı. Bu tür dikey ısı patlama tasarımı delikten aracılığıyla QFN'in mükemmel ısı patlama etkisini elde edebilir.

Dört, QFN pad tasarım rehberi

1. Periferik I/O pads

PCB I/O paletinin tasarımı QFN'in I/O sol sonundan biraz daha büyük olmalı ve kapının iç tarafı sol sonun şeklini uygulamak için dizayn edilmeli.

PCB'nin tasarlama alanı varsa, I/O plağının dış uzantısı 0,15 mm'den daha büyükdür. Bu, dış soldaşların oluşturulmasını önemli olarak geliştirebilir. Eğer iç uzantısı (Tin) 0,05mm'den daha büyük ise, merkez ısı dağıtma patlaması arasında düşünülmeli. Köprüden kaçırmak için yeterince izin ver.

2. Merkezi ısı patlama patlaması

Merkezi sıcaklık dağıtıcı patlaması QFN merkezi boş soldering sonunun her tarafından 0-0,15mm daha büyük olmak için tasarlanmalı, yani toplam taraf uzunluğu 0-0,3mm daha büyük, fakat merkezi ısı dağıtıcı patlaması çok büyük olmamalı, yoksa I/O'nu etkileyecek. Bu patlamalar arasındaki mantıklı bir boşluğu köprüğe ihtimalle arttırır. En az boşluğu 0,15 mm, mümkün olursa, 0,25 mm veya daha fazla olmak en iyidir.

3. Sıcak dağıtım vialları

Sıcak dağıtım vialları 1,0mm-1,2mm boşluğuyla orta ısı dağıtım patlaması üzerinde eşit dağıtılmalıdır. Şifreler PCB'nin iç katının metal toprak katıyla bağlanmalıdır. Viyatların elması 0,3mm-0,33mm olması tavsiye ediliyor.

Viyatları arttırmasına rağmen (boşluk yoluyla azaltmaya rağmen) termal performansı yüzeyde geliştirilebilir, fakat çiftler de ısı dönüş kanalı arttırmasına rağmen, gerçek etki kesin değil ve gerçek PCB durumlarına göre belirlenmeli.

4. Solder maske tasarımı

Şu anda iki tür solder maske tasarımı var: SMD (Solder Maske Defined) ve NSMD (Solder Maske Defined). SMD: Solder maskesi açılıyor metal patlamasından daha küçük; NSMD: Solder maskesi açılıyor metal patlamasından daha büyük.

Bakar korozyon sürecinde kontrol etmek daha kolay olduğundan dolayı NSMD süreci daha tercih ediyor. Ayrıca, SMD süreci, sol maskesinin üzerindeki bölgedeki basıncıyı ve patlamanın metal katmanı üzerinde konsantre eder. Bu, sol katmanlarını aşırı yorgunluk şartları altında kolayca kıracak. NSMD süreci metal patlamasının çevresindeki çözücüyü yapar. Bu, solder katmanının güveniliğini önemli bir şekilde geliştirebilir.

Yüksek sebeplere sebep yüzünden, NSMD süreci genellikle merkez ısı patlama patlama ve periferal I/O patlamalarının sol maske tasarımında öneriliyor. Ancak, SMD süreci, orta termal patlaması için bir relatively büyük boyutlu sol maskesinin tasarımında kullanılmalı.

NSMD sürecini kullandığında, solder maskesinin a çılması, patlamadan 120um-150um daha büyük olmalı, yani solder maskesi ve metal patlaması arasında 60um-75um boşluğu olmalı. Ateş şeklindeki patlama, uyumlu bir arka şeklindeki solder maskesi ile tasarlanmalı. Yüksek açılışı eşleştirildi, özellikle köşelerde, köprüyü önlemek için yeterince çözücü maske olmalı.

Her I/O kaplaması ayrı başına sol maske a çılırken tasarlanmış olmalı, böylece yakın I/O kaplamaları sol maskesi ile örtülebilir ve yakın kaplamalar arasındaki köprülerin oluşturmasını engelleyebilir. Ancak, 0,25 mm genişliğinde ve sadece 0,4mm yüksek QFN'in güzel koltuğu için, tek taraftaki I/O koltuğu sadece büyük bir a çıklama ile eşit olarak dizayn edilebilir, yanlarındaki I/O koltuğu arasında sol maske yok.

Bazı QFN'nin merkezi çıplak çözüm sonu çok büyük olmak için tasarlanmış, bu yüzden periferik I/O çözüm sonu ile boşluk çok küçük, bu da köprüye kolayca neden olabilir. Bu durumda, PCB termal patlamasının sol maskesi tasarımı SMD sürecini kabul etmelidir, yani sol maskesi açılması her tarafta 100 metre boyunca, orta termal patlama ve I/O patlaması arasındaki sol maske alanını arttırmak için sol maske alanını azaltmalı.

Solder maske katı, soldağı sıcak viallardan kaybolmasını engellemek için termal patlama üzerindeki vialları kapatmalı, böylece QFN ve PCB merkezi termal patlama arasında boş soldağı oluşturulmalı. Geçici maskesinin elması yolculuğun elmasından 100 metre daha büyük olmalı. PCB'nin arkasında sol maske yağı uygulaması tavsiye edildi, bu şekilde birçok mağara ön ısı patlama patlaması üzerinde oluşturulacak. Bu mağaralar yeni çözüm sürecine yardım ediyor. Gaz serbest bırakılır ve daha büyük böbrekler şişelerin etrafında oluşturur. Bu balonların varlığının termal performansına, elektrik performansına ve solder ortak güveniliğine etkilemeyeceğini belirtmeli.