QFN 封装：类型、组装和优点

您是否处理微型计算机、PCB 或可编程模块？然后，您需要一个可以工作的 IC 组件。 QFN 或四微引线框架封装是需要考虑的一种。什么是 QFN？这意味着四方扁平无铅。我们将在本文后面详细介绍。那么，为什么选择 QFN 封装呢？除了作为最受欢迎的封装之一之外，QFN 还具有多种用途。此外，它还以实惠的价格和卓越的性能脱颖而出。

本文详细解释了包装、类型、组装方法等。

开始吧。

什么是 QFN 封装？

QFN 封装

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QFN 是一种将 ASICC 连接到 PCB 的半导体封装。它通过使用表面贴装技术来做到这一点。

此外，QFN 是一种基于引线框架的封装，称为芯片级封装 (CSP)。这是因为它可以让您在组装后查看和联系潜在客户。

通常，铜引线框架构成 QFN 封装的 PCB 互连和管芯组件。另外，这个封装可以有单排或多排引脚。

也就是说，封装的单排结构是通过锯切或冲切工艺形成的。并且这两个过程都将大量的包拆分为单个包。

此外，多行QFN经过铜蚀刻工艺以获得优选的引脚数和行数。然后，锯子会扣住行和销。

此外，QFN 通常在封装下方有一个开放式导热垫。因此，如果您想要从芯片获得最佳热传递，您可以将数据包直接焊接到 PCB 上。

QFN 封装的类型

有不同类型的 QFN 封装。以下是其中一些：

塑料模制 QFN

塑料模制 QFN

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有趣的是，这个套餐非常便宜。塑料模制的 QFN 没有盖子，它有两部分：铜引线框架和塑料化合物。但它仅限于 2 – 3 GHz 左右的应用。

气腔 QFN

气腔 QFN

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该 QFN 在其封装中具有气腔。它由三个部分组成：塑料或陶瓷盖、铜引线框架和塑料成型体（无密封和打开）。此外，这种类型的 QFN 由于其构造而价格昂贵。但您可以将其用于 20 至 25 GHz 的微波应用。

带有可润湿侧翼的 QFN

QFN 带可湿侧翼

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带有可润湿侧面的 QFN 具有一个高度，表明焊料润湿。因此，设计人员很容易目视检查并确保焊盘安装在 PCB 上。

冲床式QFN

冲床式 QFN

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这种类型的 QFN 将其封装模制成单模腔形式。并且冲头工具将模腔分开，因此得名。另外，这意味着你只能用这种方法成型一个包装。

锯型 QFN

锯切型QFN的模型结构

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该封装涉及使用 MAP（模具阵列工艺）进行成型。该过程需要将大量的盒子切割成更小的部分。然后，您可以通过单独分类锯型包装来完成该过程。

倒装芯片QFN

倒装芯片 QFN

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倒装芯片是一种廉价的模制封装。并且盒子在基板（铜引线框架）上使用倒装芯片互连。

由于其较短的电气路径，它是电气性能的理想 Quad Flat No-Lead。

引线键合 QFN

引线键合 QFN

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该封装通过导线直接连接到 PCB 轨道、半导体或集成电路。

QFN 组装

QFN 包装

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以下是用于 QFN 组件表面贴装组装的基本步骤：

第 1 步 - 进行一些焊膏印刷

首先，您必须使用焊膏印刷开始组装。该过程包括在放置组件之前将焊膏均匀地涂抹在您的电路板上。

第 2 步 – 元件放置

您可以根据 PCB 设计的布局开始在电路板上安装 QFN IC 组件。此外，在这个阶段使用准确和精确的工具至关重要，因为组件具有很高的互连密度。

第 3 步 - 执行回流焊前检查

这一步至关重要，因为您必须确认电路板适合进入回流炉。当您使用它时，请确保您的电路板表面没有可能改变焊接过程的污染物。

第 4 步 - 继续回流焊接

确认电路板状态良好后，请将其放入回流炉进行焊接。

第 5 步 – 回流焊后检查您的电路板

这一步的原因是为了确认焊锡的质量。

此外，重要的是要注意您需要模板设计和组装组件的适当 PCB 占位面积。这样，您将根据设计意图工作。

如何焊接 QFN 封装？

如前所述，焊接是 QFN 组装过程的关键部分。因此，当 PCB 进入回流炉时，一些电路板部件的升温速度比其他部件快。发生这种情况是因为回流炉中的温度。

快速升温的部分是电路板上较轻的部分。但是铜面积大的区域需要更长的时间来加热。也就是说，您可以在整个过程中使用热电偶。

此设备可帮助您监控 QFN 封装的表面温度。此外，热电偶可帮助您确保峰值封装体温 (Tp) 不超过典型值。

QFN 封装的优势

• 封装不存在引线共面性问题。
• 它占地面积小，有助于节省 PCB 空间。
• QFN 使用常规的表面贴装设备和流程进行 PCB 组装。
• 封装相对较薄，即 QFN 的封装高度小于 1mm。
• 它具有卓越的热性能（考虑到它为焊接时从芯片到电路板的热传递提供了极好的途径）。
• 电路板上的元件可以接近 QFN 的元件，因为它的尺寸、位置和接触垫的形状因子都很小。
• QFN 的封装引线电感很小。
• 出色的电气性能。
• 半导体封装价格实惠。

QFN 的问题

QFN 是一个很棒的软件包，但它带有如下障碍：

制造问题

作为 PCB 设计人员，QFN 的一个重要问题是可制造性。在放置和回流 QFN 时降低缺陷率可能具有挑战性。

毫无疑问，QFN 在进入低混合、大批量产品方面取得了一些成功。但该软件包往往在高混合、小批量操作方面存在潜在问题。这个问题涉及两个重要领域：电路板和模板设计。

因此，对于您的模板设计过程，您必须准确地设置孔径设计和模板厚度。例如，如果您有太多的空洞或粘贴，它会影响您的模板设计。因此，最好的方法是遵守制造商的指导方针。目标是焊料厚度约为 2 – 3mils。

此外，您的孔径与焊盘的比率应该约为 0.8:1 — 有许多更小的孔径。至于电路板设计，请确保您的键合焊盘设计距离封装尺寸约 0.2 至 0.3mm。

焊接问题

由于封装的焊盘间距很窄，焊料桥接的风险增加。 QFN 没有任何领先优势。因此，如果您必须拆焊封装，您可能会遇到挑战。

与某些 OEM 工艺的兼容性

QFN 封装可能容易在电路板或部件处发生尺寸变化。这通常是因为包装中没有铅。因此，当您将此 IC 封装暴露于一些广泛的一些 OEM 实践或标称 CM 时，它的健壮性会降低。

此外，电路板弯曲是此封装可能经历的另一个尺寸变化。换句话说，如果您对 QFN（扁平封装）进行在线测试、电路板连接等活动，组件将承受高压力。发生这种情况是因为封装没有长而灵活的铜引线。

QFN 和 QFP 有什么区别？

QFP 表示（四方扁平封装）。并且这两个包数组的区别包括：

QFN	QFP
引线在封装的四个侧面延伸。	引线呈L形或鸥翼形。
PCB 组装过程中封装的平均底脚。	引线形式在 PCB 组装过程中为封装提供了良好的基础。
无变体	一些变体包括超薄 QFP (VQFP)、薄型 QFP (LQFP)、薄 QFP (TQFP) 等。
封装只有八个引脚和一个导热垫。	每边有 8 到 70 个不同的引脚。

结束语

如果您想要一个易于处理的轻量级选项，QFN 封装是您的最佳选择。此外，这种无引线 IC 封装还可以有效地将 IC 的硅片连接到印刷电路板。

此外，这些封装非常适合需要良好散热的应用。大会是在公园里散步。您需要做的就是坚持我们在本文中强调的步骤。

您如何看待 QFN 封装？您是否需要为您的下一个项目找到最好的？请随时与我们联系。