QFN и DFN части
Физически малкият размер и отпечатъка не са единствените предимства на QFN. Най-малката от тези опаковки завършва с много къси оловни жици. Това позволява подобрени характеристики на сигнала и отлични термични свойства. Повечето части QFN и DFN имат голяма контактна метална част отдолу, точно в редиците на сигналните контакти, както е показано на изображението по-горе.
Силиконовите зарове се намират точно върху термичната подложка, което позволява известно впечатляващо термично представяне. Виждал съм 3mm x 3mm QFNs, които могат да извеждат 5V при 800mA, което изискваше голям пакет TO-220 и радиатор.
Това допълнително представяне обаче идва с цена. В този случай цената е до голяма степен в сферата на предизвикателствата на производителността, което е начинът, по който нашият разговор се връща към моята работа. На дискусионните схеми научихме какво причинява проблеми с QFN и как да ги предотвратим. Тя се свежда до количеството на спояващата паста, която се понижава, и разликата в повърхностната площ на голямата термична подложка и тази на страничните контакти.
Поялката се поставя върху подложки за повърхностен монтаж чрез копринен скрининг или с принтер за припой паст. При процеса на копринен скрининг, шаблон от неръждаема стомана за спояваща паста се създава от лазерно рязане на отвори за всички компоненти за повърхностен монтаж. Този шаблон се поставя върху плочата с печатна платка (PCB) и паста за спояване се поставя с чистачка. Този процес е почти идентичен по отношение на концепцията за правене на копринена екранна тениска.
Много от магазините, включени в моята, също използват принтерен патрон, за да приложат пастата. Това има предимството, че позволява лесна модификация на пастата в движение. Недостатъкът й е, че капчиците капчици, които се прилагат, не дават точността, необходима на някои от по-новите супер малки части.
Типичният шаблон за запояване може да е с дебелина 3 или 4 мили (0,067 до 0,100 мм). Ако погледнете снимките по-горе в QFN, можете да видите, че съотношението на разстоянието до дебелина на шаблона от 4 мили е доста голямо за централната подложка, но е много по-малка за контактите по страните.
Когато спояващата паста се стопи в пещта за преоформяне, формата на нанасянето на спойка ще се промени. Аз няма да отида в динамиката на течностите на тази настройка, но резултатът е, че ако централната подложка получи пълна доза спойка паста, частта ще плава на централната подложка и някои или всички странични контакти са е много вероятно да не спойка, както е показано на илюстрацията по-долу:
QFN float (Източник: Дуейн Бенсън)
Отворът на шаблона се контролира от CAD отпечатък. За съжаление, отпечатъците на QFN и DFN части в CAD библиотеките почти винаги са грешни в това отношение. Те осигуряват отваряне на спояваща паста, която е със същия размер като медната подложка. Не само че те почти винаги са погрешни в софтуера CAD, но те са почти толкова често показани неправилно във фиша с данни.
Вместо отвора в пълен размер, слоят шаблон трябва да бъде сегментиран, за да осигури 50 до 75% покритие върху централната подложка, както е показано по-долу:
QFN сегментиран шаблон (Източник: Дуейн Бенсън)
Отворите за шаблона за спояваща паста (или шаблонът за отлагане на пастата) са посочени в слоя шаблон - понякога наричан "пастов слой" или "крем слой" - във Вашия CAD софтуер. Много редактори за отпечатъци автоматично създават слоя шаблон, когато поставите подложка за повърхностен монтаж.
Това е част от проблема. В много случаи софтуерът автоматично създава отвор за шаблон, съответстващ на размера на медната подложка. Фактът, че инструментът прави това автоматично означава, че много потребители имат впечатлението, че не е нужно да мислят за това, но наистина го правят, защото - за една голяма QFN топлинна купа - вероятно това ще бъде погрешно.
Коригирането на отпечатъка е доста лесна задача, но как бихте знаели, че трябва да поправите нещо, освен ако някой персонал за монтаж на печатни платки не ви харесва? Вероятно нямаше да го направя, така че аз съм тук.
Решението, както казах, е доста лесно. Е, лесно е, ако сте запознати с процеса на създаване или модифициране на отпечатъците в вашия CAD софтуер. Ще ви оставя точно този детайл, но ако знаете как, или след като сте научили как, ще ви кажа какво да направите.
В редактора на вашия отпечатък изключете автоматичния слой паста и го изтеглете на ръка. Техниката ще се различава въз основа на работата на вашия редактор на отпечатъци, но това, което трябва да направите, е същото. Уверете се, че слоят на шаблона не се създава по подразбиране и след това го нарисувайте в слоя шаблон. Илюстрацията по-долу показва пример за това, как трябва да изглежда.
QFN спойка паста слой шаблон добри примери (Източник: Дуейн Бенсън)
Снимайте между 50 и 75% покритие от спойка; т.е. спойки паста трябва да покрие 50 до 75% от мед подложка. Ако има тампони в подложката, не поставяйте паста върху тях. Vias трябва да бъдат покрити с маска за спояване, или напълнени и покрити. Ако оставите отворен виас, спойлерът ще фиксира и ще свърши в далечния край на дъската. Това също не е добре да се случи.
Още едно: 50% или 75%? В прототип или в малки количества на света, където и да е в този диапазон има добри шансове за успех. Ако изграждате продукт с голям обем, ще искате да работите с производствените инженери в компанията, които изграждат вашите дъски. Те ще започнат в този диапазон и ще ощипят шаблона на шаблона, за да постигнат възможно най-добрите резултати в производствената си линия.
QFN могат да бъдат малко смущаващи, но те са тук, за да останат. С малко по-голямо внимание, можете да бъдете доста успешни с тях. Може дори да сте в състояние да намалите малко борда си и да спестите някои от разходите за производство.