QFN in DFN deli
Fizično majhna velikost in odtis nista edina prednost za QFN. Najmanjši od teh paketov so zelo kratki vodniki. To omogoča izboljšane karakteristike signala in odlične toplotne lastnosti. Večina QFN in DFN delov ima veliko kovinsko kontaktno površino na spodnji strani, samo znotraj vrstic signalnih kontaktov, kot je prikazano na zgornji sliki.
Silikonska kocka sedi naravnost na termo podlogo, kar omogoca nekaj impresivnih toplotnih zmogljivosti. Videl sem 3mm x 3mm QFNs, ki lahko oddajajo 5V pri 800mA, za kar so potrebovali velik paket TO-220 in heatsink.
Ta dodatna izvedba prihaja s ceno, čeprav. V tem primeru je cena v veliki meri na področju izzivov izdelave, to je, kako se naš pogovor vrne na moje delo. V Screaming Circuits smo izvedeli, kaj povzroča težave QFN in kako preprečiti te težave. Spada na količino spajkane paste, ki se spusti, in razliko v površini velikega termičnega vložka in tiste stranskih kontaktov.
Spajkanje se prilega površinskim vložkom skozi postopek svilenega presejanja ali pa s pripravo za pritrditev na spajkanje. V postopku svilenega presejanja se iz lesa iz nerjavečega jekla vzpostavi laserska rezalna odprtina za vse sestavne blazinice za površinsko montažo. Ta šablona se nato namesti na vrhu tiskanega vezja (PCB) in spajkalna pasta se spusti s otiralnikom. Ta proces je skoraj enako v konceptu izdelave svile-majice s kratkimi rokavi.
Veliko trgovin, vključno z mojo, uporabite tudi pastirni jet tiskalnik za nanašanje paste. To ima prednost, ker omogoča enostavno spremembo vzorca paste na letenje. Njena pomanjkljivost je, da se kapljice kapljice, ki jih uporablja, ne dajejo natančnosti, ki so jih potrebovali nekateri novi zelo majhni deli.
Tipična spajkalna šablona je lahko 3 ali 4 milja (0.067 do 0.100 mm) debela. Če pogledamo zgornje fotografije QFN, lahko vidite, da je razmerje med površino in debelino 4 milimetrske šablone precej veliko za sredinsko podlogo, vendar pa je za kontakte ob straneh precej manjše.
Ko se spajkalna pasta topi v pečici za reflow, se bo spremenila oblika nanašanja spajkanja. Ne bom šel v fluidno dinamiko te nastavitve, ampak rezultat tega je, da če sredinski blazinici dobite polni odmerek paste, se bo del plaval na sredinski blazinici in nekateri ali vsi stranski kontakti zelo verjetno, da ne bodo spajkali, kot je prikazano na sliki spodaj:
QFN float (Vir: Duane Benson)
Odpiranje matrice nadzoruje CAD odtis. Na žalost so sledovi delov QFN in DFN v knjižnicah CAD v tem pogledu skoraj vedno napačni. Zagotavljajo odprtino za spajkanje, ki je enaka velikosti kot baker. Ne samo, da so skoraj vedno narobe v programski opremi CAD, vendar so v poglobljeni tabeli pogosto prikazani nepravilno.
Namesto odprtine polne velikosti je treba sloj šablona razdeliti tako, da se na sredinski blazini prikaže 50 do 75% pokritosti z paste, kot je prikazano spodaj:
QFN segmentirano šablono (Vir: Duane Benson)
Odprtine matrice za spajkanje (ali vzorec depozicije za paste curka) so določene v sloju šablone - včasih imenovano "paste" ali "cream layer" - v vaši CAD programski opremi. Mnogi uredniki za odtise samodejno ustvarijo sloj šablone, ko postavite površinsko ploščo.
To je del problema. V mnogih primerih programska oprema samodejno ustvari odpiranje s šablonami, ki se ujemajo ne glede na velikost bakra. Dejstvo, da orodje to počne samodejno, pomeni, da mnogi uporabniki pod vtisom, da jim ni treba razmišljati o tem, vendar res počnejo, ker je - za veliko QFN toplotno blazinico - verjetno narobe.
Popravljanje odtisa je precej enostavna naloga, ampak kako bi vedeli, da morate popraviti karkoli, razen če se vam zdi, Verjetno ne bi, tako da sem tukaj, da se grem na tebi.
Rešitev, kot sem rekla, je precej enostavna. No, preprosto je, če ste seznanjeni s procesom ustvarjanja ali spreminjanja sledi v vaši CAD programski opremi. O tem bom podrobno opisal, vendar, če veste kako, ali ko ste se naučili, vam povem, kaj naj naredim.
V vašem urejevalniku sledi izklopite samodejno pastirno plast in jo narišite. Tehnika se bo razlikovala glede na delovanje vašega urejevalnika odtisa, toda tisto, kar morate storiti, je enako. Poskrbite, da sloj šablone ne bo privzeto ustvarjen in ga nato potegnite v plasti šablone. Na sliki spodaj je prikazan primer tega, kako bi moral izgledati.
Dobri primeri QFN spajkalne paste za matrico (Vir: Duane Benson)
Shranite med 50 in 75% pokritostjo spajkalne paste; tj. spajkalna pasta mora pokrivati 50 do 75% bakrene plošče. Če v blazinici obstajajo vias, jih ne nalepite na vrh. Vias je treba zapreti z masko za spajkanje ali napolniti in prekriti. Če zapustite odprta viasa, bo spajka stenjala in končala na drugi strani plošče. Tudi to ni dobra stvar.
Še ena stvar: Ali je 50% ali pa 75%? V prototipu ali v manjšem količinskem svetu ima kjerkoli v tem območju dobra priložnost za uspeh. Če gradite izdelek velikega obsega, boste želeli sodelovati s proizvodnimi inženirji v podjetju, ki gradi svoje plošče. Začeli bodo v tem območju in potegnili vzorec šablone, da bi dosegli najboljše možne rezultate na proizvodni liniji.
QFNs so lahko nekoliko zastrašujoči, vendar so tu, da ostanejo. Z malo dodatne oskrbe, lahko z njimi precej uspešni. Morda boste celo lahko malo krčili vašo ploščo in prihranili nekaj stroškov izdelave.