Апертури під термопрокладкою компонентів QFN

02.01.2024 |

IPC опублікувала стандарт IPC-7093 «Реалізація процесу проектування та монтажу для компонентів із нижніми виводами», з якого ми можемо отримати деякі основні рекомендації щодо форми апертур для компонентів QFN.

QFN, як і всі компоненти, розроблено з урахуванням електричних, механічних і теплових вимог. Більша термопрокладка в нижній частині QFN призначена не тільки для забезпечення електричного з’єднання, але й для ефективного розсіювання теплової енергії до нижньої мідної площини. Важливо дотримуватися рекомендацій постачальника мікросхем щодо кількості паяльної пасти, необхідної для нижньої частини QFN та для всіх інших паяних з’єднань у цьому типі упаковки.

При проектуванні отворів для QFN переконайтеся, що система пасти під компонентом дозволяє пасті виділяти газ, залишаючи шляхи, через які леткі речовини можуть відводитися під час процесу пайки. Крім того, ви також повинні переконатися, що занадто багато пасти під QFN не штовхає мікросхему надто високо, що може призвести до відсутності з’єднання або поганих паяних з’єднань на контактних площадках, розташованих по периферії компонента.

Гері Фрідман (Gary Freedman) з Colab Instruments говорить про це питання так: «Важко говорити про дуже конкретні форми апертури, не знаючи точного розміру компонента, схеми контактів або компонування друкованої плати. Тому ви завжди повинні починати з читання технічних специфікацій, наданих виробником мікросхем, які можна додатково оптимізувати, якщо це необхідно. Готовий шаблон повинен точно відповідати рекомендованим у таблиці даним, щоб відповідати вимогам надійності для цього конкретного QFN».

Браєн Буш (Brien Bush), інженер із застосування в Cirtronics Corp., також каже дуже схоже: «У QFN немає одного універсального розміру термопрокладок. Їхній розмір залежить від корпусу, розміру термопрокладки, товщини друкованої плати, кількості отворів тощо. Деякі постачальники компонентів включають рекомендації щодо дизайну трафаретів у специфікації компонентів. Однак, якщо ви не можете знайти вказівки щодо трафарету для вашої конкретної системи, ви можете спробувати знайти компонент із подібним дизайном упаковки та тепловими властивостями. Крім того, більшість постачальників трафаретів знайомі з цими вказівками, і вони також можуть допомогти».

Але якщо вам потрібно самостійно визначитися з формою апертури для QFN, ми зібрали кілька порад від фахівців PCBA. Стефані Неш (Stephanie Nash) з Integrated Ideas & Technologies, Inc. рекомендує трохи зменшити окружність відбитка, але не менше ніж на 0,0025 дюйма з кожного боку. Потім вам потрібно буде створити шаблон апертури, який закриватиме решту площі на 65-70%. Для оптимального вивільнення пасти він рекомендує використовувати квадратні отвори з радіусом у кутку. Крім того, це гарна практика створити візерунок навколо відкритих отворів, щоб забезпечити виділення газів.

Рекомендації Тоні Ленца (Tony Lentz) з FCT дещо відрізняються: він рекомендує зменшити загальну площу друкованої пасти до 50-60% від розміру термопрокладки, яка буде вимірюватися на основі шару міді на друкованій платі, і використовувати 5 круглих отворів, загальна площа яких займала б 50-60% розрахованого таким чином прямокутника. Розміри апертур змінюються залежно від розміру термопрокладки QFN, тобто для більших прокладок потрібні більші об’єми нанесеної пасти. «Ми називаємо цей візерунок 5 кубиками, тому що надрукована паяльна паста виглядає як точки на матриці. Ця модель також дозволяє створювати ефективні шляхи відводу для летких речовин, мінімізуючи можливість утворення пустот», – каже Тоні Ленц.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl