Kemasan QFN:Jenis, Perakitan, dan Manfaat

Apakah Anda berurusan dengan mikrokomputer, PCB, atau modul yang dapat diprogram? Kemudian, Anda memerlukan komponen IC yang berfungsi. Dan paket bingkai timah mikro QFN atau quad adalah salah satu yang perlu dipertimbangkan. Apa itu QFN? Itu berarti quad flat tanpa timbal. Kami akan membahas detailnya nanti di artikel ini. Jadi, mengapa memilih kemasan QFN? Selain sebagai salah satu paket paling populer, QFN juga serbaguna. Selain itu, produk ini menonjol karena keterjangkauan dan kinerja yang luar biasa.

Artikel ini menjelaskan lebih lanjut tentang pengemasan, jenis, metode perakitan, dan lainnya.

Mari kita mulai.

Apa itu Paket QFN?

Paket QFN

Sumber:Wikimedia Commons

QFN adalah paket semikonduktor yang menghubungkan ASCIC ke PCB. Dan ia melakukannya dengan menggunakan teknologi pemasangan di permukaan.

Lebih lanjut, QFN adalah paket berbasis bingkai utama yang disebut Paket Skala Chip (CSP). Dan itu karena memungkinkan Anda melihat dan menghubungi prospek setelah berkumpul.

Biasanya, kerangka timah tembaga membentuk interkoneksi PCB paket QFN dan perakitan mati. Plus, paket ini dapat memiliki satu atau beberapa baris pin.

Konon, struktur baris tunggal paket terbentuk dengan proses singulasi gergaji atau singulasi pukulan. Dan kedua prosedur membagi koleksi paket yang ekstensif menjadi paket tunggal.

Selanjutnya, QFN multi-baris mengalami proses etsa tembaga untuk mendapatkan jumlah pin dan baris yang diinginkan. Kemudian, gergaji akan memotong baris dan pin.

Juga, QFN biasanya memiliki bantalan termal terbuka di bawah paket. Oleh karena itu, Anda dapat menyolder paket langsung ke PCB jika Anda menginginkan perpindahan panas yang optimal dari cetakan.

Jenis Paket QFN

Ada berbagai jenis paket QFN. Berikut beberapa di antaranya:

QFN Cetakan Plastik

QFN Cetakan Plastik

Sumber:Wikimedia Commons

Menariknya, paket ini cukup murah. QFN cetakan plastik tidak memiliki penutup, dan memiliki dua bagian:rangka tembaga dan senyawa plastik. Tapi itu terbatas pada aplikasi yang memiliki sekitar 2 – 3 GHz.

QFN Rongga Udara

QFN Rongga Udara

Sumber:Pixabay

QFN ini memiliki rongga udara dalam kemasannya. Dan terdiri dari tiga bagian:tutup plastik atau keramik, rangka timah tembaga, dan bodi cetakan plastik (tanpa segel dan terbuka). Juga, jenis QFN ini mahal karena konstruksinya. Tetapi Anda dapat menggunakannya untuk aplikasi gelombang mikro mulai dari 20 hingga 25 GHz.

QFN dengan Sisi yang Dapat Dibasahi

QFN dengan sisi yang dapat dibasahi

Sumber:Pixabay

QFN dengan sisi yang dapat dibasahi memiliki ketinggian yang menunjukkan pembasahan solder. Oleh karena itu, mudah bagi desainer untuk memeriksa secara visual dan memastikan bantalan terpasang pada PCB.

QFN Tipe Pukulan

QFN Tipe Pukulan

Sumber:Pixlr

Jenis QFN ini memiliki paket yang dicetak dalam format rongga cetakan tunggal. Dan alat pelubang memisahkan rongga cetakan, itulah namanya. Juga, itu berarti Anda hanya bisa mendapatkan satu paket yang dicetak dengan metode ini.

QFN Tipe Gergaji

Struktur Model QFN Tipe Gergaji

Sumber:Researchgate

Paket ini melibatkan penggunaan MAP (proses susunan cetakan) untuk pencetakan. Prosedur ini memerlukan pemotongan satu set kotak besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Kemudian, Anda dapat menyelesaikan proses dengan menyortir paket tipe gergajian satu per satu.

Balik Chip QFN

Balik Chip QFN

Sumber:Pixabay

Flip-chip adalah paket cetakan yang murah. Dan kotak tersebut menggunakan interkoneksi flip-chip pada substrat (rangka timah tembaga).

Berkat jalur listriknya yang pendek, ini adalah Quad Flat No-Lead yang ideal untuk kinerja kelistrikan.

QFN Obligasi Kawat

QFN Obligasi Kawat

Sumber:Researchgate

Paket ini terhubung ke trek PCB, semikonduktor, atau sirkuit terintegrasi langsung dengan kabel ke terminal chip.

Perakitan QFN

Kemasan QFN

Sumber:Wikimedia Commons

Berikut adalah langkah-langkah dasar yang digunakan untuk perakitan permukaan komponen QFN:

Langkah 1 – Lakukan Pencetakan Solder-Paste

Pertama, Anda harus memulai perakitan dengan pencetakan pasta solder. Dan prosesnya melibatkan penyebaran pasta solder secara merata di papan Anda sebelum meletakkan komponen.

Langkah 2 – Penempatan Komponen

Anda dapat mulai memasang komponen IC QFN Anda di papan Anda berdasarkan tata letak desain PCB Anda. Selain itu, sangat penting untuk menggunakan alat yang akurat dan presisi pada tahap ini karena komponen memiliki kepadatan interkoneksi yang tinggi.

Langkah 3 – Lakukan Pemeriksaan Pra-Aliran Ulang

Langkah ini sangat penting karena Anda harus memastikan bahwa papan cocok untuk masuk ke oven reflow. Saat melakukannya, pastikan papan Anda tidak memiliki kontaminan di permukaannya yang dapat mengubah proses penyolderan.

Langkah 4 – Lanjutkan Dengan Solder Reflow

Harap letakkan di oven reflow untuk menyolder setelah Anda memastikan bahwa papan Anda dalam kondisi baik.

Langkah 5 – Periksa Papan Anda Setelah Penyolderan Reflow

Alasan langkah ini adalah untuk memastikan kualitas solder.

Juga, penting untuk dicatat bahwa Anda memerlukan desain stensil dan jejak PCB yang sesuai untuk komponen yang dirakit. Dengan begitu, Anda akan bekerja berdasarkan maksud desain.

Bagaimana Anda Menyolder Paket QFN?

Seperti disebutkan sebelumnya, penyolderan adalah bagian penting dari proses perakitan QFN. Jadi, ketika PCB memasuki oven reflow, beberapa bagian papan memanas lebih cepat daripada yang lain. Dan ini terjadi karena suhu dalam oven reflow.

Bagian yang cepat panas adalah bagian papan yang lebih ringan. Tetapi area dengan area tembaga besar membutuhkan waktu lebih lama untuk memanas. Meskipun demikian, Anda dapat menggunakan termokopel untuk seluruh proses.

Dan perangkat ini membantu Anda memantau suhu permukaan paket QFN. Selain itu, termokopel membantu Anda memastikan bahwa suhu tubuh paket puncak (Tp) Anda tidak melebihi nilai standar.

Kelebihan Paket QFN

• Paket tersebut tidak memiliki masalah keselarasan timbal.
• Ini memiliki footprint kecil yang membantu menghemat ruang pada PCB.
• QFN menggunakan peralatan pemasangan permukaan biasa dan aliran untuk perakitan PCB.
• Paketnya relatif tipis, yaitu QFN memiliki tinggi paket kurang dari 1 mm.
• Ini memiliki kinerja termal yang luar biasa (mengingat ia menawarkan rute yang sangat baik untuk perpindahan panas dari cetakan ke papan saat menyolder).
• Komponen di papan dapat dekat dengan komponen QFN karena ukurannya yang kecil, lokasi, dan faktor bentuk bantalan kontak.
• QFN memiliki sedikit induktansi paket lead.
• Kinerja listrik yang sangat baik.
• Paket semikonduktor terjangkau.

Masalah dengan QFN

QFN adalah paket yang fantastis, tetapi dilengkapi dengan hambatan seperti:

Masalah Manufaktur

Sebagai perancang PCB, salah satu perhatian utama QFN adalah kemampuan manufaktur. Mungkin sulit untuk mengurangi tingkat kerusakan dalam menempatkan dan mengatur ulang QFN.

Tidak diragukan lagi, QFN memiliki beberapa keberhasilan ketika mereka memasuki produk campuran rendah dan volume tinggi. Tetapi paket tersebut cenderung memiliki masalah potensial dengan campuran tinggi, operasi volume rendah. Dan masalah ini melintasi dua bidang penting:desain papan dan stensil.

Jadi, untuk proses desain stensil Anda, Anda harus akurat dengan desain aperture dan ketebalan stensil Anda. Misalnya, jika Anda memiliki terlalu banyak voiding atau paste, itu akan mempengaruhi desain stensil Anda. Oleh karena itu, pendekatan terbaik adalah mengikuti pedoman pabrikan. Dan targetkan ketebalan solder sekitar 2 – 3 mil.

Selain itu, rasio aperture Anda terhadap pad harus sekitar 0,8:1—dengan banyak aperture yang lebih kecil. Untuk desain papan, pastikan desain bantalan ikatan Anda berjarak sekitar 0,2 hingga 0,3 mm dari jejak kemasan.

Masalah Solder

Karena pitch pad-to-pad paket yang sempit, ada peningkatan risiko penjembatanan solder. Dan QFN tidak memiliki petunjuk apapun. Jadi, Anda mungkin mengalami kesulitan jika harus melakukan pematrian paket.

Kompatibilitas dengan Beberapa Proses OEM

Kemasan QFN mungkin rentan terhadap perubahan dimensi pada papan atau bagiannya. Dan ini biasanya terjadi karena paket tersebut tidak memiliki timah. Oleh karena itu, kurang kuat saat Anda memaparkan paket IC ini ke beberapa rentang ekstensif dari beberapa praktik OEM atau CM nominal.

Juga, kelenturan papan adalah perubahan dimensi lain yang mungkin dialami paket ini. Dengan kata lain, jika Anda melakukan QFN (paket datar) untuk aktivitas seperti pengujian di sirkuit, pemasangan papan, dll., komponen akan berada di bawah tekanan tinggi. Dan ini terjadi karena paket tidak memiliki kabel tembaga yang panjang dan fleksibel.

Apa Perbedaan Antara QFN dan QFP?

QFP berarti (paket datar quad). Dan perbedaan antara kedua array paket tersebut antara lain:

QFN	QFP
Prospek memanjang di keempat sisi paket.	Tali memanjang dalam bentuk L atau bentuk sayap camar.
Pijakan rata-rata untuk paket selama proses perakitan PCB.	Formulir utama memiliki dasar yang sangat baik untuk paket selama perakitan PCB.
Tidak ada varian	Beberapa varian termasuk very thin QFP (VQFP), low-profile QFP (LQFP), thin QFP (TQFP), dll.
Paket ini hanya memiliki delapan pin dan bantalan termal.	Memiliki pin yang berbeda mulai dari delapan hingga tujuh puluh pin per sisi.

Kata Akhir

Kemasan QFN adalah cara yang harus dilakukan jika Anda menginginkan opsi ringan yang mudah ditangani. Selain itu, paket IC tanpa timah ini efektif untuk menghubungkan cetakan silikon IC ke papan sirkuit tercetak.

Selain itu, paket ini sempurna untuk aplikasi yang membutuhkan pembuangan panas yang baik. Dan pertemuan itu berjalan-jalan di taman. Yang perlu Anda lakukan hanyalah mengikuti langkah-langkah yang kami soroti dalam artikel ini.

Apa pendapat Anda tentang paket QFN? Apakah Anda perlu mendapatkan yang terbaik untuk proyek Anda berikutnya? Jangan ragu untuk menghubungi kami.