QFNは本当にそのサーマルパッドを必要としますか?


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多くの場合、チップはいくつかの異なるパッケージで提供されます。サーマルパッドのあるQFNとサーマルパッドのないTQFPがある場合があります。サーマルパッドの正当化は、ICから熱を伝導するのを助けることです。この場合、TQFPにサーマルパッドが必要ないのはなぜですか。

私がうめくのは、サーマルパッドがレイアウトの邪魔にならないためです。トラックとビアはデバイスの下に配置できないため(一部の場合を除いて)、スペースが制限されたPCBではファンアウトが扱いにくくなります。

サーマルパッドは従来のものですか、それとも私が気付いていない十分な理由がありますか?

回答:


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答えは「それは依存する」ということです。また、サーマルパッド付きのTQFPがあることを指摘したいので、これはQFNとTQFPの問題ではありません。パッドまたはパッドなしの問題です。

プロの:

  1. サーマルパッドでチップを冷却する方が簡単です。一部の部品ではこれが絶対に必要ですが、他の部品ではパッドを使用して周囲温度範囲を拡張できます。
  2. 一部の部品は冷却を必要としませんが、GNDへの非常に低インピーダンスの接続として「サーマル」パッドを使用します。これにより、ノイズとEMIを低減できます。
  3. QFNはリードインダクタンスが低く、一般に同等のピン留めされたTQFPよりも小さくなっています。これにより、シグナルインテグリティが向上し、EMIが低下します。

短所:

  1. 手はんだ付けをはるかに困難にします。BGAほど悪くはありませんが、熱風はんだステーションと、おそらくより大きな部品用の予熱装置が必要になります。
  2. 特に2層PCBで、PCBルーティングをより困難にします。

私は個人的には常にパッドなしよりもサーマルパッドを選択し、常にTQFPよりもQFNを選択しました。もちろん、私のPCBのほとんどは4ミルのトレースを備えた6または8層のボードなので、ルーティングとファンアウトは通常大きな問題ではありません。冷却は通常私にとって問題です。より小さいQFNの恩恵を受けます。そして、シグナルインテグリティの向上とEMIの低減は、私にとって大きなプラスです。

もう1つのメリットは、QFNのやり直しを求められないということです。:)


David、なぜTQFPよりもQFNが優れているのですか?(冷却以外に)特別な利点はありますか?
Saadの

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@Saad物理的に小さく、より低いリードインダクタンス(より良いシグナルインテグリティとより低いEMIのため)。

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リードインダクタンス(nH?、pH?)の違いはそれほど重要ですか?結局のところ、ピンは数十倍または数百倍長いPCBトレースに接続されています。
フェデリコルッソ

@FedericoRussoそれは本当にあなたのアプリケーションに依存します。明らかに、遅い信号はそれほど気になりません。高速信号は非常に重要です。リードインダクタンスは信号だけでなく、電源とグランドにも影響を与えるため、グランドバウンスやその他のオンチップノイズの問題に影響を与えます。EMIテストに関しては、役立つものは何でも価値があります。

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@Rocketmagnet完全にはわかりませんが、推測する必要がある場合は、QFNのピンが通常は小さく、チップをPCBにしっかりと保持していない可能性があるためだと思います。

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Davidは、このPQFP-208のように、サーマルパッド付きのQFPもあるとすでに言っています。

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一部のデバイスでは、デバイスの冷却に役立ちますが、追加のアクションを実行する必要があります。熱を内部のグランドプレーンに伝達するには、多数のビアを埋める必要があります。また、はんだが多すぎるとICが浮き上がり、端のピンがはんだペーストに接触しない可能性があるため、ほとんどのメーカーは中央パッド全体を使用しないことを推奨しています。

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代わりに、次のようなパターン化されたステンシルが推奨されます。

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または

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これはステンシル用であり、パッドではないことに注意してください。

冷却を必要としない低電力ICでは、サーマルパッドはそこにあるだけで私たちを困らせると思うことがあります。ほとんどの場合、パッドをグラウンドに接続する必要があります。

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