???QFN封裝
QFN的英文全稱是quad flat non-leaded package),無引線四方扁平封裝(QFN) 是具有外設終端墊以及一個用于機械和熱量完整性暴露的芯片墊的無鉛封裝。該封裝可為正方形或長方形。封裝四側配置有電極觸點,由于無引腳,貼裝占有面積比QFP 小,高度 比QFP 低。材料有陶瓷和塑料兩種。當有LCC 標記時基本上都是陶瓷QFN。電極觸點中心距1.27mm。塑料QFN 是以玻璃環氧樹脂印刷基板基材的一種低成本封裝。電極觸點中心距除1.27mm 外, 還有0.65mm 和0.5mm 兩種。這種封裝也稱為塑料LCC、PCLC、P-LCC 等。
QFN封裝的特點
● 表面貼裝封裝
● 無引腳焊盤設計占有更小的PCB面積
● 組件非常薄(<1mm),可滿足對空間有嚴格要求的應用
● 非常低的阻抗、自感,可滿足高速或者微波的應用
● 具有優異的熱性能,主要是因為底部有大面積散熱焊盤
● 重量輕,適合便攜式應用
● 無引腳設計
QFN封裝的焊接方法
QFN與DFN還有MLP封裝的芯片一樣,是要在在125攝氏度下烘烤24小時以去掉其中水份.不過烘烤在芯片制造商出廠完成.用戶可直接組裝帶圈中的芯片.如芯片屬零購,則會吸水份,須烘烤,不然成品率會降低.焊接方法有:
手工樣板焊接: 先在板子和芯片上燙焊錫,然后在PCB上涂助焊劑,用鑷子把芯片定位到PCB上對準后用烙鐵在邊上加熱,此方法焊接效率較低,但比較可靠,適合樣板而不適合批量。
鋼網(也可以找現成的同樣封裝的鋼網),刷錫膏,手工貼上,過回流焊(或熱風臺)。簡單的話先在焊盤上上點錫,各個焊盤要用錫一樣多,高度要均勻,然后涂上些粘稠的松香,把芯片放上去,用熱風焊臺均勻加熱,這時不要給芯片加壓,等焊錫熔化后,把芯片浮起,自動對準位置后,停止加熱,冷卻后就行了。焊接好的錫面比較漂亮。
用回流焊工藝在PCB上貼裝,最好用點焊膏方式,對貼片機要求較高。如果是制樣的話,根據其外形,在PCB上做好精確定位標識,焊盤上點膠后,用手工仔細貼片,過回流焊,或者有經驗的話,也可用平臺加熱。
QFN 封裝優缺點
近幾年來,QFN封裝(Quad Flat No-lead,方形扁平無引線封裝)由于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封裝(Micro Lead Frame—微引線框架),QFN封裝和CSP(Chip Size Package,芯片尺寸封裝)有些相似,但元件底部沒有焊球。
優點:QFN封裝(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;開發成本低,目前很多design house用QFN/DFN作為新品開發;QFN封裝具有優異的熱性能,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以及散熱過孔,散熱焊盤提供了可靠的焊接面積,過孔提供了散熱途徑;由于QFN封裝不像傳統的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,并且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。QFN封裝不必從兩側引出接腳,因此電氣效能勝于引線封裝必須從側面引出多只接腳的SO等傳統封裝。
QFN有一個很突出的特點,即QFN封裝與超薄小外形封裝(TSSOP)具有相同的外引線配置,而其尺寸卻比TSSOP的小62%。根據QFN建模數據,其熱性能比TSSOP封裝提高了55%,電性能(電感和電容)比TSSOP封裝分別提高了60%和30%。
QFN封裝由于體積小、重量輕、加上杰出的電性能和熱性能,這種封裝特別適合任何一個對尺寸、重量和性能都有的要求的應用。
缺點:對QFN的返修,因焊接點完全處在元件封裝的底部,橋接、開路、錫球等任何的缺陷都需要將元件移開,又因為QFN體積小、重量輕、且它們又是被使用在高密度的裝配板上,使得返修的難度大。工業級別和汽車級別QFN目前是不用的,可靠性太低,有待新工藝開發。
QFN的應用及其發展
自2006年以來,QFN是典型且較為令人關注的題材,是便攜式電子市場趨勢。QFN封裝的小外形特點,可用于筆記本電腦、數碼相機、個人數字助理(PDA)、移動電話和MP3等便攜式消費電子產品。從市場的角度而言,QFN封裝越來越多地受到用戶的關注,考慮到成本、體積各方面的因素,QFN封裝將會是未來幾年的一個增長點,發展前景極為樂觀。
現在在國內QFN在國內遍地開花的趨勢:
大陸以外背景的公司已在做QFN 封裝的大概有:AMKOR.STATSCHIPPAC,CARSEM,UNISEM,ASAT,GAPTL等。
國內背景的有GD,JCET,ANST,NFME等。
安森美半導體幾款高精度時鐘管理產品采用了新節約空間的無鉛32引腳QFN封裝。新封裝的外形尺寸僅為5mm×5mm,器件所占面積僅為以前封裝的31%。這種改進可設計出明顯較小的先進時鐘管理器件,在空間受限的設計中享有更大的靈活性。與傳統的28引腳PLCC封裝相比,32引腳QFN封裝面積(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%。
封裝業者指出,QFN封裝目前已經超越傳統的引線封裝,可用來取代成本較高的晶圓級芯片尺寸封裝(waferlevelCSP),而CSP雖將封裝外形縮減成芯片大小,卻須使用間距很近的錫球陣列作為元件接腳,使得產品制造難度提高。QFN封裝體積小,成本低,合格率高,還能為高速和電源管理電路提供更佳的共面性以及散熱性。
???????近期凌力爾特公司推出的DC/DC轉換器LT3645就是采用的QFN封裝技術。許多因為QFN具有的優點,廣泛的在DC/DC轉換器、降壓穩壓器以及電源管理方案中使用QFN封裝。QFN的這些應用足以讓我們相信,QFN封裝技術短時間內不會推出封裝界的舞臺!
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