QFN封装

来源:众壹云 发布日期:2022-12-01 14:30

QFN(Quad Flat No-leads Package,方形扁平无引脚封装),表面贴装型封装之一。值得注意的是,QFN封装与LCC封装完全不同,LCC仍有外延引脚,只是将引脚弯折至底部,而QFN封装则完全没有任何外延引脚。QFN是日本电子机械工业会规定的名称。

简介

QFN(Quad Flat No-leads Package,方形扁平无引脚封装),表面贴装型封装之一。QFN是日本电子机械工业会规定的名称。封装四侧配置有电极触点,由于无引脚,贴装占有面积比QFP小,高度比QFP低。但是,当印刷基板与封装之间产生应力时,在电极接触处就不能得到缓解。因此电极触点难于做到QFP的引脚那样多,一般从14到100左右。材料有陶瓷和塑料两种。当有LCC标记时基本上都是陶瓷QFN。电极触点中心距1.27mm。塑料QFN是以玻璃环氧树脂印刷基板基材的一种低成本封装。电极触点中心距除1.27mm外,还有0.65mm和0.5mm两种。这种封装也称为塑料LCC、PCLC、P-LCC等。

特点

QFN是一种无引脚封装,呈正方形或矩形,封装底部中央位置有一个大面积裸露焊盘用来导热,围绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连结的导电焊盘。由于QFN封装不像传统的SOIC与TSOP封装那样具有鸥翼状引线,内部引脚与焊盘之间的导电路径短,自感系数以及封装体内布线电阻很低,所以它能提供卓越的电性能。此外,它还通过外露的引线框架焊盘提供了出色的散热性能,该焊盘具有直接散热通道,用于释放封装内的热量。通常将散热焊盘直接焊接在电路板上,并且PCB中的散热过孔有助于将多余的功耗扩散到铜接地板中,从而吸收多余的热量。

图1

图1

图1显示了这种采用PCB焊接的外露散热焊盘的QFN封装。由于体积小、重量轻、加上杰出的电性能和热性能,这种封装特别适合任何一个对尺寸、重量和性能都有的要求的应用。我们以32引脚QFN与传统的28引脚PLCC封装相比较为例,面积(5mm×5mm)缩小了84%,厚度(0.9mm)降低了80%,重量(0.06g)减轻了95%,电子封装寄生效应也提升了50%,所以非常适合应用在手机、数码相机、PDA以及其他便携小型电子设备的高密度印刷电路板上。标准或遵循工艺标准(如IPC-SM-782)来进行的。由于QFN是一个全新的封装类型,印制板焊盘设计的工业标准或指导书还没有制定出来,况且,焊盘设计完成后,还需要通过一些试验来验证。当然,在充分考虑元件底部的散热焊盘以及引脚和封装的公差等各种其他因素的情况下,仍然可以参考IPC的方法来制定设计原则。

QFN的焊盘设计主要有三个方面:①周边引脚的焊盘设计;②中间热焊盘及过孔的设计;③对PCB阻焊层结构的考虑。

焊盘设计

尽管在HECB设计中,引脚被拉回,对于这种封装,PCB的焊盘可采用与全引脚封装一样的设计,周边引脚的焊盘设计尺寸如图3。在图中,尺寸Zmax为焊盘引脚外侧最大尺寸,Gmin是焊盘引脚内侧最小尺寸。D2t为散热焊盘尺寸。X、Y是焊盘的宽度和长度。

MLF焊盘公差分析要求包括:①元件公差;②印制板制造公差;③贴装设备的精度。这类问题的分析,IPC已建立了一个标准程序,根据这个程序计算得出各种MLF元件推荐的焊盘尺寸,表1列出了一些常见QFN封装的PCB焊盘设计尺寸。