Elemen Memastikan Desain Papan PCB yang Sangat Baik untuk QFN

Dengan perkembangan teknologi paket komponen elektronik menuju miniatur, ringan dan kinerja tinggi, telah menjadi tren pengembangan komponen elektronik untuk meningkatkan kepadatan fungsi komponen dan mengurangi jarak antara terminal input dan terminal output, yang paling baik ditampilkan oleh fitur teknologi perakitan otomatis. oleh SMT (teknologi pemasangan permukaan). Untuk menerapkan pemasangan permukaan komponen, langkah pertama adalah membuat bantalan yang sesuai pada PCB sehingga dapat diperoleh PCB terstruktur. Kemudian, teknologi pencetakan stensil diterapkan untuk menutupi pasta solder pada permukaan bantalan PCB. Terakhir, pemanasan dilakukan untuk mengubah pasta solder menjadi cairan yang terbentuk menjadi jembatan cair antara pin komponen dan bantalan PCB. Di bawah pengaruh topeng solder pada PCB, pasta solder yang meleleh dibatasi di area bantalan solder yang sesuai untuk melarang menjembatani antara sambungan solder sehingga perakitan otomatis chip pada PCB diimplementasikan. Menurut jenis paket yang berbeda, bantalan solder melingkar dan persegi panjang dipilih secara utama, yaitu paket BGA (ball grid array) dan QFN (quad flat no-lead). Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang BGA, cukup EMPAT langkah saja.

Wiki QFN

Dibandingkan dengan komponen lain dengan jenis paket yang berbeda, paket QFN dirancang untuk disolder langsung pada substrat PCB atau FPC. Ia mampu menawarkan pembuangan panas yang lebih baik karena bantalan logamnya yang terbuka di bagian bawah. Selain itu, paket QFN memiliki kinerja listrik yang sangat baik karena pinnya lebih pendek daripada komponen dengan paket yang diperpanjang. Oleh karena itu, sangat penting untuk merancang bantalan QFN pada PCB sehingga keandalan dan kinerja PCB yang tinggi dapat dipertahankan dan dipastikan.

Sudut Pembasahan

Karena ukuran pin QFN dan jarak antar pin relatif kecil, jembatan sambungan solder atau penyolderan semu dapat disebabkan karena jumlah lapisan pasta timah yang akurat. Jadi, desain yang wajar pada ukuran papan PCB berdasarkan ketebalan stensil (h₀ ) sangat membantu tingkat keberhasilan penyolderan. Misalkan sudut pembasahan timah solder pada bantalan solder (θ_a ) adalah 30° dan sudut pembasahan timah solder pada topeng solder (θ_r ) adalah 160°. Jika kekasaran permukaan bantalan diabaikan, sudut pembasahan dapat dianggap kira-kira sebagai sudut maju atau mundur dari garis kontak tiga fase. Sesuai dengan kerajinan solder praktis dari komponen QFN, kontrol yang wajar pada kurva suhu penyolderan reflow di bawah kondisi ideal dengan timah solder yang sepenuhnya meleleh dan permukaan bantalan yang dibasahi mampu memastikan efisiensi penyolderan dan membantu komponen mencapai keseimbangan penyolderan perakitan otomatis. Jika pad dirancang secara wajar, keadaan sambungan solder yang ideal tidak hanya memenuhi persyaratan kinerja listrik PCB dan sambungan mekanis, tetapi juga menghindari kegagalan sambungan solder seperti menjembatani dan menyolder semu. Dalam hal itu, keadaan sambungan solder harus memenuhi rumus berikut:

sebuah. Ketika sambungan solder di dalam QFN terdistribusi seluruhnya pada bantalan PCB, θ_{a j} (Z_u )≤θ_r , _j (0)=30°, x₃ (0)=x₄ (0)=D_x4

b. Saat timah di luar QFN tumbuh di alas samping,

(1) _j (Z_u )=θ_s3 +90 °, ₄ (0)=30°, ₃ (0)=30°,

(2) x₃ (0)=x₄ (0)=D_x4 (0), x₃ (Z_u )=0.

Desain Pad

Dalam rumus ini, _s3 sama dengan _a keduanya merupakan sudut pembasahan timah solder pada bantalan samping.

Dalam arah vertikal, persamaan kesetimbangan statis cairan penghubung adalah:
P_d L_y (x₃ (0)-x₄ (0)+L_x )+W_z -[T(x₃ (0)-x₄ (0)+L_x )(sinθ₂ (0)+sinθ₁ (0))+TL_y (sinθ₃ (0)+sinθ₄ (0))]-ρgV₀ =0

Intensitas tekanan di bagian bawah sambungan solder (P_d ) adalah:P_d =[T(x₃ (0)-x₄ (0)+L_x )(sinθ₂ (0)+sinθ₁ (0))+TL_y (sinθ₃ (0)+sinθ₄ (0))+ρgV₀ -K_z ]/[L_y (x₃ (0)-x₄ (0)+L_x )]

Dalam formula ini, mengacu pada densitas cairan timah solder; T mengacu pada tegangan permukaan cairan sambungan solder; x₃ (0) dan x₄ (0) mengacu pada selip dari dua ujung sambungan solder cair pada cairan bantalan solder bawah; ₁ (0) dan ₂ (0) mengacu pada sudut kontak di kedua sisi yang dibentuk oleh antarmuka cair-gas di kedua sisi sambungan solder dan permukaan alas bawah sementara ₃ (0) dan ₄ (0) mengacu pada sudut kontak di kedua ujung yang dibentuk oleh antarmuka cair-gas di kedua sisi; V₀ mengacu pada volume sambungan solder; K_z mengacu pada gaya yang diterapkan pad di ujung chip dan sambungan solder dalam arah vertikal.

Di bawah batas rumus (1) dan (2), kurva rangka sambungan solder dapat membuat kondisi batas setara pada ujung atas sambungan solder dengan kondisi awal berdasarkan metode efektif solusi nilai awal. Karena solusi untuk nilai awal tidak mampu memenuhi persyaratan bahwa z sama dengan 0, itu ditransformasikan menjadi masalah yang setara dalam hal minimalisasi fungsi tujuan yang ditampilkan dalam Persamaan (3).

Fungsi objektif yang diperkecil ini dapat diterapkan untuk menentukan ukuran desain ideal pad D_x4 .

Selain itu, fitur geometris sudut pembungkus timah pada bantalan PCB harus dipertimbangkan. Dalam hal itu, ukuran ekspansi pad harus mengikuti persamaan tentang di bawah ini:

Dalam persamaan ini, D_h mengacu pada ketebalan sisi luar chip yang terbuka. Melalui optimasi variabel implisit, persyaratan kesalahan yang diharapkan dipenuhi oleh fungsi tujuan dan ukuran desain bantalan di dalam dan di luar (D_x4 &D_x3 ) dapat dihitung dengan kebutuhan nilai sisi di ujung bawah terpenuhi.

Metode ini memastikan bahwa pad yang cocok untuk QFN dapat dirancang dengan baik untuk mencapai kinerja listrik yang tinggi dari komponen ini dan PCB. Kemudian, dengan kemampuan perakitan yang profesional dan berkualitas, PCBCart mampu mengubah desain ideal Anda menjadi kenyataan.

Sumber Daya yang Bermanfaat
• Pengenalan Teknologi Via-in-pad (VIP)
• Persyaratan Desain PCB SMT Bagian Satu:Desain Bonding Pad Beberapa Komponen Biasa
• Persyaratan Desain PCB SMT Bagian Dua:Pengaturan Koneksi Pad-Trace, Thru-Holes, Test Point, Solder Mask dan Silkscreen
• Persyaratan Desain Stensil pada Komponen QFN untuk Performa Optimal PCBA
• Layanan Pembuatan PCB Fitur Lengkap dari PCBCart - Nilai Berganda- opsi tambahan
• Layanan Perakitan PCB Tingkat Lanjut dari PCBCart - Mulai dari 1 buah