您好~歡迎光臨深圳市宏力捷電子有限公司網(wǎng)站!
一站式PCBA服務提供商
郵件詢價:
sales88@greattong.com
電話咨詢:
0755-83328032
QQ在線

張經理:深圳宏力捷PCB設計服務QQ

陳經理:深圳宏力捷PCB抄板服務QQ

葉經理:深圳宏力捷PCB制板服務QQ

王經理:深圳宏力捷PCBA/OEM服務QQ

QFN封裝的PCB焊盤設計

發(fā)布時間 :2016-12-08 09:32 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
近幾年來,由于QFN封裝(Quad Flat No-lead package,方形扁平無引腳封裝)具有良好的電和熱性能、體積小、重量輕,其應用正在快速增長。采用微型引線框架的QFN封裝稱為MLF(Micro Lead Frame,微引線框架)封裝。本文將對PCB設計焊盤設計進行探討。
外露散熱焊盤的QFN封裝
圖1:外露散熱焊盤的QFN封裝
 
一、QFN封裝的特點
QFN是一種無引腳封裝,呈正方形或矩形,封裝底部中央位置有一個大面積裸露焊盤用來導熱,圍繞大焊盤的封裝四周有實現(xiàn)電氣連接的導電焊盤。由于QFN封裝不像傳統(tǒng)的SOIC與TSOP封裝那樣具有鷗翼狀引線,內部引腳與焊盤之間的導電路徑短,自感系數(shù)以及封裝體內布線電阻很低,所以它能提供卓越的電性能。此外,它還通過外露的引線框架焊盤提供了出色的散熱性能,該焊盤具有直接散熱通道,用于釋放封裝內的熱量。通常將散熱焊盤直接焊接在電路板上,PCB中的散熱過孔有助于將多余的功耗擴散到銅接地板中,從而吸收多余的熱量。圖1顯示了這種采用PCB焊接的外露散熱焊盤的封裝。
由于體積小、重量輕,以及極佳的電性能和熱性能,QFN封裝特別適合任何一個對尺寸、重量和性能都有要求的應用。與傳統(tǒng)的28引腳PLCC封裝相比,32引腳QFN封裝的面積(5mm×5mm)縮小了84%,厚度(0.9mm)降低了80%,重量(0.06g)減輕了95%,電子封裝寄生效應也降低了50%,所以非常適合應用在手機、數(shù)碼相機、PDA及其他便攜電子設備的高密度PCB上。
 
二、PCB焊盤設計
QFN的焊盤設計主要包含以下三個方面:周邊引腳的焊盤設計、中間熱焊盤及過孔的設計和對PCB阻焊層結構的考慮。
1、周邊引腳的焊盤設計
對于QFN封裝,PCB的焊盤可采用與全引腳封裝一樣的設計,周邊引腳的焊盤設計尺寸如圖2所示。在圖中,尺寸Zmax為焊盤引腳外側最大尺寸,Gmin是焊盤引腳內側最小尺寸,D2t為散熱焊盤尺寸,X、Y是焊盤的寬度和長度。
PCB焊盤的設計尺寸
圖2:PCB焊盤的設計尺寸
MLF封裝的焊盤的公差分析包括元件公差、印制板制造公差和貼裝設備的精度。這類問題的分析IPC已建立了一個標準程序,根據(jù)這個程序可計算得出各種MLF元件推薦的焊盤尺寸,表1列出了一些常見的引腳間距為0.5mm的QFN封裝的PCB焊盤設計尺寸。
2、 散熱焊盤和散熱過孔設計
QFN封裝具有優(yōu)異的熱性能,主要是因為封裝底部有大面積散熱焊盤,為了能有效地將熱量從芯片傳導到PCB上,PCB底部必須設計與之相對應的散熱焊盤和散熱過孔。散熱焊盤提供了可靠的焊接面積,過孔提供了散熱途徑。
通常散熱焊盤的尺寸至少和元件暴露焊盤相匹配,然而還需考慮各種其他因素,如避免和周邊焊盤的橋接等,所以熱焊盤尺寸需要修訂,具體尺寸如表1所示。
PCB焊盤設計尺寸
表1:PCB焊盤設計尺寸(單位:mm)
 
散熱過孔的數(shù)量及尺寸取決于封裝的應用情況、芯片功率大小,以及電性能的要求。建議散熱過孔的間距在1.0~1.2mm,過孔尺寸在0.3~0.33mm。散熱過孔有4種設計形式:使用干膜阻焊膜從過孔頂部或底部阻焊;使用液態(tài)感光(LPI)阻焊膜從底部填充;或者采用“貫通孔”,如圖3所示。上述方法各有利弊:從頂部阻焊對控制氣孔的產生比較好,但PCB頂面的阻焊層會阻礙焊膏印刷;底邊的阻焊和底部填充由于氣體的外逸會產生大的氣孔,覆蓋2個熱過孔,對熱性能方面有不利的影響;貫通孔允許焊料流進過孔,減小了氣孔的尺寸,但元件底部焊盤上的焊料會減少。散熱過孔設計要根據(jù)具體情況而定,建議使用頂部或底部阻焊。
散熱過孔的4種設計形式
圖3:散熱過孔的4種設計形式
回流焊曲線和峰值溫度對氣孔的形成也有很大的影響,經過多次實驗發(fā)現(xiàn),在底部填充的熱焊盤區(qū)域,當峰值回流溫度從210℃增加到215~220℃時,氣孔減少;對于貫通孔,PCB底部的焊料流出隨回流溫度的降低而減少。
3、阻焊層的結構
建議使用NSMD阻焊層,阻焊層開口應比焊盤開口大120~150μm,即焊盤銅箔到阻焊層的間隙有60~75μm,這樣允許阻焊層有一個制造公差,通常這個公差在50~65μm之間。當引腳間距小于0.5mm時,引腳之間的阻焊可以省略。


深圳宏力捷推薦服務:PCB設計打樣 | PCB抄板打樣 | PCB打樣&批量生產 | PCBA代工代料

微信咨詢PCBA加工業(yè)務


馬上留言咨詢,工作人員將第一時間與您取得聯(lián)系,請耐心等待!

公司名稱: ?*
姓名: ?*
電話: ?*
郵箱: ?*
留言內容:
?
網(wǎng)站首頁 PCB二次開發(fā) PCB設計 電路板制作 PCBA代工代料 產品中心 關于我們 聯(lián)系我們 網(wǎng)站地圖 English