QFN i DFN delovi
Fizički male veličine i otisak nisu jedine prednosti QFN-u. Najmanji od ovih paketa završavaju sa vrlo kratkim olovnim žicama. Ovo omogućava poboljšane karakteristike signala i odlične termičke osobine. Većina QFN i DFN delova imaju veliki metalni kontaktni deo na donjem delu, samo unutar redova signalnih kontakata, kao što je prikazano na slici iznad.
Silicijumska kocka sjedi pravo na termo podlogu, time omogućavajući impresivne termičke performanse. Video sam 3mm x 3mm QFNs koji mogu izaći 5V na 800mA, za koji je bio potreban veliki TO-220 paket i hladnjak.
Međutim, ova dodatna performansa dolazi sa cenom. U ovom slučaju cijena je u velikoj mjeri u areni izazova u proizvodnji, tako se naša konverzacija vraća na moj dan. Na Screaming Circuits-u smo saznali šta uzrokuje QFN probleme i kako ih sprečavati. Smanjuje se količina ljepljene paste koja se spušta i razlika u površini velikog termo podloge i bočnih kontakata.
Pričvršćivač se postavlja na podloge za montažu na površinu kroz proces svilenog sjaja ili sa mlaznim mlaznicom za lemljenje. U procesu provere svile, stencil za lemilicu od nerđajućeg čelika kreira se laserskim otvima za rezanje za sve površine podloge za površinske montaže. Ova matrica se zatim nalazi na vrhu štampane ploče (PCB), a lemilna pasta se spušta sa otiračem. Ovaj proces je gotovo identičan u konceptu izrade svilene tkanine.
Mnoge prodavnice, uključene u mine, takođe koriste pastu mlazni štampač za nanošenje paste. Ovo ima prednost što omogućava jednostavnu modifikaciju uzorka paste na licu. Njegova mana je što kapljice kapljice koje se primenjuju ne daju preciznost koju nude neki od novih super-malih dijelova.
Tipična matrica za lemljenje može biti debljina od 3 do 4 milje (0.067 do 0.100 mm). Gledajući slike iznad QFN-a, možete vidjeti da je razmera prosjeka područja na debljinu od 4milice debljine prilično velika za centralnu podlogu, ali mnogo manja za kontakte duž bočnih strana.
Kada se pasta za lemljenje topi u pećnici za pražnjenje, oblik zalivanja leme će se promeniti. Neću ulaziti u dinamiku fluida te postavke, ali rezultat je da ako je središnjem bloku dato punu dozu paste za lemljenje, deo će se plivati na središnjem podu, a neki ili svi bočni kontakti su vrlo verovatno da neće spajati, kako je prikazano na ilustraciji u nastavku:
QFN float (Izvor: Duane Benson)
Otvaranje šablona kontroliše CAD otisak. Nažalost, otvori QFN i DFN dijelova u CAD bibliotekama skoro uvek pogrešno u ovom pogledu. Oni pružaju otvor za zalivanje paste koji je iste veličine kao i bakarni podloga. Ne samo da su skoro uvek pogrešni u CAD softveru, već su skoro toliko često prikazani pogrešno u listi komponenti.
Umjesto otvaranja u punoj veličini, sloj šablona bi trebalo da bude segmentiran tako da se na centralnoj podlozi pokrije 50 do 75% kao što je ilustrovano u nastavku:
QFN segmentirana matrica (Izvor: Duane Benson)
Otvori za matičnu pastu za lemljenje (ili šablon za otapanje za paste mlazne paste) su navedeni u sloju sloja - koji se ponekad naziva "pastozni sloj" ili "kremasti sloj" - u vašem CAD softveru. Mnogi uređaji za otisak automatski stvaraju sloj šablona kada postavite podnožje za postavljanje na površinu.
To je deo problema. U mnogim slučajevima, softver automatski kreira otvaranje matrice koji odgovara veličini veličine bakra. Činjenica da alat ovo radi automatski znači da mnogi korisnici imaju utisak da ne trebaju razmišljati o tome, ali stvarno to rade, jer - za veliki QFN toplotni slog - verovatno će biti pogrešan.
Ispravljanje otiska je prilično lagan zadatak, ali kako biste znali da morate popraviti bilo šta osim ako neko od vas sjede na PCB-u? Verovatno ne bi, pa evo me, gušću na tebe.
Rešenje, kako sam rekao, prilično je lako. Pa, lako je ako ste upoznati sa procesom stvaranja ili izmene otisaka stopala u vašem CAD softveru. Ostaviću vam te specifične detalje, ali ako znate kako, ili kada ste naučili kako, reći ću vam šta da radite.
U vašem uredniku za otisak, isključite automatski sloj za paste i ruku ga nacrtajte. Tehnika će se razlikovati na osnovu rada vašeg urednika za otisak, ali ono što trebate učiniti je isto. Uverite se da se sloj šablona ne kreira po podrazumevanoj vrednosti, a zatim ga nacrtajte u sloj šablona. Slijedeća ilustracija pokazuje primjer toga kako bi izgledalo.
Kvalitetni primeri QFN ljepila za ljepilo (Izvor: Duane Benson)
Snimajte između 50 i 75% pokrivanja paste; tj. paste za lemljenje treba da pokriju 50 do 75% bakarne površine. Ako na podlozi postoje vias, ne stavljajte ih na vrh. Vias treba da se zatvore maskom za lemljenje, ili da se napuni i prevuče. Ako ostavite otvorene vijase, lemilica će potisnuti i završiti na daljem dijelu ploče. To takođe nije dobra stvar.
Još jedna stvar: da li je 50% ili 75%? U prototipu ili malom količinskom svetu, svuda u tom rasponu ima dobre šanse za uspeh. Ako gradite proizvod velikog obima, želeli biste da radite sa inženjerima proizvodnje u kompaniji koja gradi svoje ploče. Oni će početi u tom dometu i podesiti šablon šablona kako bi postigli najbolje rezultate na proizvodnoj liniji.
QFN-i mogu biti malo zastrašujući, ali su tu da ostanu. Uz malo dodatne brige, možete biti sasvim uspešni sa njima. Možda ćete moći čak malo da smanjite vašu ploču i spasite neke troškove izrade.