Können Sie Durchkontaktierungen innerhalb eines QFN-Footprints platzieren?

Ich entwerfe eine sehr dichte Leiterplatte, die einen QFN-Chip mit 0,4 mm Abstand enthält. Teilweise gestaltet sich das Auffächern als sehr schwierig. Umso schwieriger wird es durch das riesige Wärmeleitpad, das alle QFNs aus irgendeinem Grund haben.

Ist es sinnvoll, winzige Durchkontaktierungen mit 0,45 mm Außendurchmesser und 0,2 mm Innendurchmesser zwischen den Landpads und dem Wärmeleitpad zu platzieren, wie hier?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich kann mir keinen guten Grund vorstellen, warum nicht: Sie sind mit Lötstopplack bedeckt, und die Größen und Abstände liegen innerhalb der Spezifikationen für unseren PCB-Shop. Aber ich glaube nicht, dass ich das jemals zuvor bei jemandem gesehen habe.

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Ich wollte nur ein paar Fotos für Leute hinzufügen, die sich für diese kleinen Vias interessieren. Hier sind zwei von einem Brett, das wir kürzlich gemacht hatten. Einige der Bohrer sind genau richtig, andere leicht daneben.0,2 mm Durchgangslöcher

Antworten (2)

Wenn diese Freigaben für Ihren Shop gelten, verwenden Sie einen sehr fortschrittlichen Shop. Insbesondere die Bohrregistrierung muss sehr gut sein.

Normalerweise ist das Pad um das Via herum gerade groß genug, damit das Loch nicht mehr als x % des Umfangs des Pads ausbricht, wenn das Bohrloch außermittig ist (an den Grenzen seiner Toleranz).

Wenn Sie das hier tun, vermute ich, dass Sie ein potenzielles Problem haben. Wenn das Bohrloch weit genug in Richtung des QFN-Pads abgeht, um aus dem Via-Pad herauszubrechen, wird es keine Lötmaske zwischen ihm und dem QFN-Pad haben. Wenn Sie dann Lötpaste auftragen und das QFN-Teil aufschmelzen, ist es möglich, dass das gesamte Lötmittel in die Durchkontaktierung gesaugt wird, sodass Sie keine Verbindung (oder eine sehr zwielichtige Verbindung) zum QFN-Teil haben.

Wenn Ihre Via-Pads tatsächlich viel zu groß sind, sodass kein Risiko besteht, dass sich das Via-Loch außerhalb des Lötstoppmaskenbereichs befindet, könnten Sie in Ordnung sein. Aber das erfordert wahrscheinlich immer noch eine sehr enge Bohrtoleranz. Sollte dies einmalig sein, kein Problem. Wenn Sie dies in die Produktion bringen möchten, stellen Sie zunächst sicher, dass Ihre Produktionsstätte die gleichen Toleranzen zu einem Preis einhalten kann, den Sie bereit sind, für dieses Board zu zahlen.

Eine Alternative könnte sein, "via-in-pad, plated-over" (VIPPO) auszuführen. Das bringt das Via direkt in das Pad und füllt es dann absichtlich mit Lot oder einer Art Polymer, damit es kein Lot von der Verbindung mit dem Teil wegsaugt. Aber ich bin mir nicht sicher, ob Sie das mit einem sehr kleinen Pad machen können, wie Sie es hier gezeichnet haben.

Ich stimme zu, es ist eine erstaunlich enge Toleranz, aber sie scheinen es als Standard anzubieten. Ich habe schon früher Platinen mit diesen Durchkontaktierungen herstellen lassen, und sie scheinen in Ordnung gekommen zu sein.
Guter Punkt über die Bohrtoleranz. Wenn ich das Via um 0,05 mm bewege, kann ich es weit genug vom Pad entfernen, dass dies nicht passiert, und es befindet sich immer noch in der Lötmaske auf der Seite des Wärmeleitpads.
Ein weiterer Trick, den ich anwende, besteht darin, Vias nach außen zu versetzen. Sie können die Bohrer auch etwas größer machen. Grundsätzlich hat der erste Pin eine Durchkontaktierung, die vom IC in der Entfernung weggeht, in der Sie ihn jetzt haben. Der nächste Stift geht ein paar Mils weiter heraus, bevor er zum Via geht. der dritte Pin passt zum ersten, usw. Dies funktioniert möglicherweise nicht in Ihrer Situation, ich hatte keine Lust, die Mathematik für diesen Kommentar durchzugehen.
@Rocketmagnet: Das sind im Grunde 8/18 Vias. Ich habe das auf einem neuen Board mit großem Aufwand verwendet. Was ist der Hersteller?
@Kris: Ja, das mache ich normalerweise, aber in diesem Fall ist dafür auch nicht wirklich Platz. Das Problem ist, dass sich eine Leiterbahn nicht wirklich zwischen zwei Durchkontaktierungen quetschen kann, sodass die Durchkontaktierungen ein wenig auseinander bewegt werden müssen, wodurch der Platz für die Entkopplungskappe beeinträchtigt wird.
Können Sie die Leiterbahnbreite ein wenig reduzieren, wenn Sie zwischen den Kappen gehen? Ich habe dies schon einmal als "Einschnürung" bezeichnet. Ich nehme an, es ist jedoch unmöglich, wenn Sie bereits an der Begrenzung der Leiterbahnbreite für Ihren Hersteller sind
@ ajs410, ja, die Einschränkung sind die Platz- / Ablaufverfolgungsregeln Ihres Anbieters sowie der Abstand, den Sie vom Pad des Kondensators benötigen, um Lötbrücken bei der Lötmaskenausrichtung im schlimmsten Fall zu vermeiden (eine weitere Regel, die von den Fähigkeiten von abhängt Ihr Händler).

Es gibt einige schreckliche QFN-Pakete (DQFN) mit zwei Reihen von Pads, bei denen Sie dies unbedingt tun müssen, also kann ich bestätigen, dass es möglich ist. @The Photon hat alle Gefahren abgedeckt, die damit verbunden sind, besser als ich es könnte.

Dieser Anwendungshinweis enthält einige gute allgemeine Richtlinien.

Als Referenz ist hier ein Bild des DQFN-124, mit dem ich gerade arbeite:
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Die einzige Rettung des DQFN ist, dass das Wärmeleitpad viel kleiner ist, sodass Sie etwas Platz zum Atmen für die Durchkontaktierungen haben. Die Signaldurchkontaktierungen im Bild sind ein 10-mil-Bohrer mit 8-mil-Spuren - je größer und es wird sehr schwierig, alle Pins zu entkommen. Dedizierte Masse- und Stromversorgungsebenen (nicht gezeigt, 4-Lagen-Platine) sind ebenfalls fast obligatorisch.

Ich habe das Bild in Ihrem Beitrag in ein Inline-Bild verschoben (interessant!) und den Link zur App-Notiz verschoben.
Hm. Wenn sie das Wärmeleitpad für DQFNs kleiner machen können, warum können sie es dann nicht für QFNs tun?
Mein Gott, wessen Teil ist das?
Stimme @AndrewKohlsmith zu. Es ist ein interessanter Fußabdruck ... Ich habe einen ähnlichen gemacht, aber der Abstand der inneren Pads war von den äußeren versetzt, sodass Sie zumindest leicht zu den inneren Pads routen konnten. Ich frage mich, warum man so etwas nicht mit diesem Paket machen konnte.
@AndrewKohlsmith Es ist ein Dual-Core- XMOS-Prozessor. Wenn ich es in einem Satz beschreiben müsste, würde ich sagen: „Ein Mikrocontroller und ein FPGA haben ein Baby bekommen“. Es ist ein wirklich nettes Stück Hardware, aber ich werde später in diesem Jahr ein viel glücklicherer Camper sein, wenn sie die Dual-Core-Variante der nächsten Generation in einem richtigen BGA-Paket herausbringen.
@Rocketmagnet Ich würde mir vorstellen, dass sie es können, aber das größere Wärmeleitpad überträgt Wärme effizienter. Es ist ein Design-Kompromiss für ein normales QFN, aber Sie haben bei DQFN nicht wirklich eine Wahl.
@JoeBaker - Ich bin mir sicher, dass die meisten Geräte in QFN-Gehäusen kein so großes Wärmeleitpad benötigen , wie die Tatsache zeigt, dass sie in TQFP-Paketen überhaupt ohne Wärmeleitpad davonkommen .
@JoeBaker ahh ja, ich habe schon einmal von XMOS gehört (und das Datenblatt für) gelesen.
@Rocketmagnet Wenn Sie sich die Wärmeableitung für TQFP-Geräte ansehen, sind sie normalerweise bei weitem nicht so gut wie QFN mit großen Pads. Wenn Sie nicht so viel Strom ziehen müssen oder eine Umgebung haben, in der Sie viel Luft darüber drücken können, ist das TQFP ausreichend, aber wenn Sie wirklich die Hitze herausbekommen müssen, erhalten Sie die QFN-Gehäusevariante .
@AndrewKohlsmith - Der andere Grund für das QFN-Paket ist die Größe. Wer den Platz wirklich braucht, aber keine große Verlustleistung hat, wird mit einem völlig unnötigen Wärmeleitpad bestraft.
@JoeBaker - +1 nur für die Zeile "Ein Mikrocontroller und ein FPGA hatten ein Baby".
Können Sie Durchkontaktierungen innerhalb eines QFN-Footprints platzieren?
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