QFN ja DFN osad
Füüsiliselt väike suurus ja jalajälg ei ole QFNile ainus eelis. Väikseim neist pakendist moodustavad väga lühikesed juhttraadid. See võimaldab paranenud signaali omadusi ja suurepäraseid soojusomadusi. Enamikul QFN-i ja DFN-i osadel on alaosas suur metallkontakte, vaid signaalkontaktide ridade sees, nagu on näidatud ülaltoodud kujutisel.
Räni täringud paiknevad otse termopadi, võimaldades sellega mõningaid muljetavaldavaid soojusvõimsusi. Olen näinud 3mm x 3mm QFN-sid, mis suudavad väljundiga 5V väljundiga 800mA, mis nõudis suurt TO-220 paketti ja helisignaali.
Kuid see ekstra jõudlus pakub hinda. Sellisel juhul on hind suures osas tootmisprobleemide areenil, mistõttu meie vestlus naaseb minu päevasele tööle. Screaming-ahelates oleme õppinud, mis põhjustab QFN-i probleeme ja kuidas neid probleeme vältida. See läheb alla pakendis oleva joodipaki koguseni ja suurema termilise padja pindala ja külgkontaktide pinna erinevusest.
Solder viiakse pinnale paigaldatud padjad läbi siidi sõelumisprotsessi või joodprügiketta printeriga. Siidieksperioodi käigus valmistatakse roostevabast terasest joodprintide šabloonid kõikidele pinnale paigaldatavate detailide padjandite laserlõikamisavadele. See trükiplaat asetatakse seejärel trükkplaadi pealispinnale (PCB) ja jootepasta asetatakse kaabitsaga. See protsess on siiditrükitud T-särgi valmistamisel peaaegu identne.
Paljud poed, kaasa arvatud ka minu käes, kasutavad pastat paberi rakendamiseks pastapliiatsiga. Selle eeliseks on see, et hõlpsalt muutub kleepumismudel. Selle puuduseks on see, et selle kleepuv tilgad ei anna täpsust, mida vajavad mõned uuemad super-väikesed osad.
Tavaline jootetraheni võib olla 3 või 4 millis (0,067 kuni 0,100 mm) paks. Vaadates ülaltoodud QFN-fotosid, näete, et piirkonna kuvasuhe 4-milliliitri šablooni paksuseni on keskmisele klapile üsna suur, kuid kontaktide piki külgi palju väiksem.
Juhul, kui jootepasta sulatatakse mahavoolamisahjus, muutub jootekolde kuju. Ma ei lähe selle seadistuse vedeliku dünaamikale, kuid selle tulemuseks on see, et kui tsentraalplaadile antakse kogu jootepasta annus, ulatub see osa keskmisesse poldisse ja mõned või kõik külgkontaktid on väga tõenäoliselt mitte jootet, nagu on näidatud allpool toodud joonisel.
QFN ujuk (allikas: Duane Benson)
Trafareti avanemist kontrollib CAD jalajälg. Kahjuks on CAD-raamatukogude QFN-i ja DFN-i osade jalajäljed selles osas peaaegu alati vales. Nad pakuvad sulampasta ava, mis on sama suur kui vask pad. CAD-tarkvara ei pea nad peaaegu alati valesti, kuid komponentide andmelehel on need peaaegu sama sageli ebakorrektsed.
Täissuuruses avause asemel peaks šabloonikiht olema segmenteeritud, et anda 50-75% kleepuvust kapsli keskosas, nagu allpool näidatud:
QFN segmenteeritud šabloon (allikas: Duane Benson)
Juhtpaberi šablooni avaused (või pastapliiatsi sadestuse muster) on teie CAD-tarkvaras täpsustatud šabloonikihis, mida mõnikord nimetatakse ka "pastakihiks" või "koore kihiks". Paljud jalajälgijad töötavad automaatselt trafarettkihi abil, kui asetate pinnatugevuse padja.
See on probleemi osa. Paljudel juhtudel loob tarkvara automaatselt šabloonide avanemise, mis vastab kõikvõimalikele vaskpaneeli suurustele. Asjaolu, et tööriist teeb seda automaatselt, tähendab seda, et paljudel kasutajatel on mulje, et nad ei pea seda mõtlema, kuid nad tõesti teevad seda, sest - suurel QFN-i kuumusega libisusel - on see tõenäoliselt vale.
Jalakatte parandamine on üsna lihtne ülesanne, kuid kuidas te teate, et peate midagi parandama, välja arvatud juhul, kui mõni PCB koostaja on teie juures? Sa ilmselt ei peaks, nii et siin ma olen, ranting teile.
Lahendus, nagu ma ütlesin, on üsna lihtne. Noh, see on lihtne, kui tunnete oma CAD-tarkvara jalajälje loomise või muutmise protsessi. Ma jätan selle konkreetse detaili teile, aga kui teate, kuidas või kui olete õppinud, kuidas ma ütlen teile, mida teha.
Jalgade redaktoris lülitage automaatne pasta kiht välja ja tõmmake käsi välja. See meetod erineb teie jalajälje toimetaja tegevuse põhjal, kuid see, mida peate tegema, on sama. Veenduge, et šabloonikihti pole vaikimisi loodud ja seejärel tõmmake see šabloonikihti. Alljärgnev pilt näitab, kuidas see peaks välja nägema.
Hea näidetega QFN jootepasta trafarettkiht (allikas: Duane Benson)
Laske 50 kuni 75% jootepasta levialas; st jootepasta peaks katma 50-75% vasest padjast. Kui padjas on mõni vias, ärge asetage kleebi nende peale. Vias tuleb kinnitada joodimaskiga või täita ja katta. Kui jätate lahtiste viadude sisse, jootma hakkab maha ja ulatub parda kaugemale. See pole ka hea asi juhtuda.
Veel üks asi: kas see on 50% või kas see on 75%? Prototüüpides või väikesemahulises maailmas on kõikjal selles vahemikus head eduvõimalused. Kui te ehitate suuremahulist toodet, siis soovite töötada koos oma inseneribüroodega, kes töötavad teie lauadel. Nad hakkavad selles vahemikus ja kohandavad trafarettmustrit, et saavutada nende tootmisliinil parimad võimalikud tulemused.
QFN-d võib natuke hirmutada, kuid nad jäävad siia. Vähese erakorralise hoolitsusega võite olla nendega üsna edukad. Võite isegi mõnevõrra pisut kahandada ja mõned tootmiskulud säästa.