Package voor oppervlaktemontage met aansluitingen die vrijliggen langs de rand van de onderkant en zonder pootjes die uit de zijkanten steken. De centrale thermische pad aan de onderkant kan op de printplaat worden gesoldeerd, waardoor de package klein is en goed warmte afvoert.
Japanse benaming: QFN
“QFN (quad flat no-lead)” komt voor in 2 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. Packaging en montage, Datasheets lezen.
Vakgebied: Packaging en montage
QFN staat voor quad flat no-lead en is een type package met leadframe. De die wordt op een die-pad geplaatst, met de omliggende aansluitingen verbonden door wirebonden en bedekt met mold compound, maar de aansluitingen steken niet uit de zijkanten; ze liggen als contactvlakken vrij langs de vier randen van de onderkant van de package. Ook de die-pad ligt meestal vrij in het midden van de onderkant en heet exposed pad of thermische pad. Aansluitsteken van ongeveer 0,4 tot 0,65 mm zijn gangbaar. De meeste QFN's worden gemaakt door veel exemplaren tegelijk op een leadframestrip in te gieten en ze met een zaag te scheiden. Varianten met aansluitingen aan slechts twee zijden heten DFN of SON.
Omdat de aansluitingen onder de package liggen en kort zijn, zijn hun inductantie en weerstand klein, wat past bij RF-schakelingen voor hoge frequenties en snel schakelende voedings-IC's. De centrale thermische pad wordt op een pad van de printplaat gesoldeerd, en meerdere thermische via's eronder voeren de warmte af naar koper in binnenlagen of aan de achterkant, zodat de thermische weerstand lager kan zijn dan die van een package met pootjes van dezelfde grootte. De thermische pad wordt vaak met massa verbonden en dient tegelijk als elektrische verbinding. Door het kleine oppervlak en de lage bouwhoogte is QFN gangbaar in compacte apparaten zoals smartphones.
Omdat de aansluitingen aan de onderkant zitten, is het grootste deel van elke soldeerverbinding verborgen, zodat inspectie vooral met röntgen gebeurt. Waar verbindingen met optische inspectie moeten worden bevestigd, zoals in automotive, worden varianten met wettable flanks gebruikt, die zo zijn bewerkt dat het soldeer ook de zijkanten van de aansluitingen bevochtigt. Te veel soldeer op de thermische pad kan de package doen opdrijven en slechte verbindingen aan de rand veroorzaken, te weinig schaadt de warmteafvoer; daarom wordt de stencilopening rastervormig opgedeeld om de soldeerhoeveelheid en holtes te beheersen. Omdat de soldeerlaag dun is, vraagt bij grote packages ook vermoeiing van de verbindingen door temperatuurcycli aandacht.
Letters zoals V, W en U vóór QFN duiden vooral diktklassen aan; VQFN is een very thin QFN, dus een plat onderdeel met een montagehoogte van ongeveer 1 mm of minder. Klassegrenzen en benamingen verschillen per fabrikant, dus de afmetingen moeten op de betreffende packagetekening worden gecontroleerd. QFP voert gull-wing-pootjes aan vier zijden uit, waardoor de verbindingen makkelijk te inspecteren zijn, maar neemt meer printplaatoppervlak in. BGA plaatst soldeerballen in een raster over de hele onderkant en kan veel meer aansluitingen bieden. Omdat QFN alleen langs de rand aansluitingen kan plaatsen, wordt het vooral gebruikt voor IC's met relatief weinig pinnen.
Antwoord: B. Een kleine behuizing zonder naar buiten stekende leads, met elektroden aan de vier randen van de onderzijde
QFN is een behuizing zonder uitstekende leads aan de zijkant, waarvan de elektroden aan de rand van de onderzijde blootliggen. Doordat de leads kort zijn, is de inductantie klein en kan de behuizing klein en dun zijn. Omdat de grote thermische pad in het midden van de onderzijde op het substraat wordt gesoldeerd en warmte via vias in het substraat kan worden afgevoerd, is ook de warmteafvoer uitstekend. Omdat de verbindingen aan de onderkant verborgen zijn, is visuele inspectie echter moeilijk. Lange leads aan vier zijden is QFP en rasters van ballen is BGA.
Antwoord: C. Ook op de printplaat wordt een land voorzien waarop de pad wordt gesoldeerd, aangesloten op het voorgeschreven potentiaal (meestal GND), met thermische via's voor de warmteafvoer
De exposed pad is de onderkant van de die-pad waarop de chip is gemonteerd, die aan de buitenkant van de behuizing bloot ligt; hij is het belangrijkste pad voor warmteafvoer naar de printplaat. De θJA-waarde in de datasheet is doorgaans gemeten met deze pad op de printplaat gesoldeerd en via thermische via's verbonden met een kopervlak in een binnenlaag; zonder solderen wordt de warmteafvoer veel slechter. Bij het aanbevolen landpatroon wordt soms een voorbeeld gegeven waarin de opening in het stencil is opgedeeld, om de hoeveelheid soldeer te regelen en voids en het optillen van het component te voorkomen. Voor het potentiaal waarop de pad wordt aangesloten, volg je de specificatie in de datasheet.
Voor quad flat no-lead: een platte package met aansluitingen aan vier zijden zonder pootjes die uit de zijkanten steken. De aansluitingen liggen vrij aan de onderkant van de package.
VQFN is de naam voor een dunne (very thin) QFN; de opbouw is dezelfde. Diktklassen en benamingen verschillen per fabrikant, dus controleer de afmetingen op de packagetekening.
Het is de vrijliggende die-pad waarop de die zit. Op de printplaat gesoldeerd wordt hij via thermische via's een pad voor warmteafvoer, en in veel gevallen is hij ook met massa verbonden en dient hij als elektrische verbinding.
QFN is een behuizing zonder uitstekende leads aan de zijkant, waarvan de elektroden aan de rand van de onderzijde blootliggen.
Welke eigenschap van een QFN-behuizing (Quad Flat No-lead) …QFP (quad flat package) BGA Exposed pad Backgrinding CSP (chip scale package) Dicing Die bonding Flip-chip Leadframe Reflow-solderen