QFN封裝的優(yōu)缺點及其發(fā)展 - 全文

　???QFN封裝

　　QFN的英文全稱是quad flat non-leaded package)，無引線四方扁平封裝(QFN) 是具有外設(shè)終端墊以及一個用于機械和熱量完整性暴露的芯片墊的無鉛封裝。該封裝可為正方形或長方形。封裝四側(cè)配置有電極觸點，由于無引腳，貼裝占有面積比QFP 小，高度 比QFP 低。材料有陶瓷和塑料兩種。當有LCC 標記時基本上都是陶瓷QFN。電極觸點中心距1.27mm。塑料QFN 是以玻璃環(huán)氧樹脂印刷基板基材的一種低成本封裝。電極觸點中心距除1.27mm 外， 還有0.65mm 和0.5mm 兩種。這種封裝也稱為塑料LCC、PCLC、P-LCC 等。

　　QFN封裝的特點

　　● 表面貼裝封裝

　　● 無引腳焊盤設(shè)計占有更小的PCB面積

　　● 組件非常薄(<1mm)，可滿足對空間有嚴格要求的應(yīng)用

　　● 非常低的阻抗、自感，可滿足高速或者微波的應(yīng)用

　　● 具有優(yōu)異的熱性能，主要是因為底部有大面積散熱焊盤

　　● 重量輕，適合便攜式應(yīng)用

　　● 無引腳設(shè)計

　　QFN封裝的焊接方法

　　QFN與DFN還有MLP封裝的芯片一樣,是要在在125攝氏度下烘烤24小時以去掉其中水份.不過烘烤在芯片制造商出廠完成.用戶可直接組裝帶圈中的芯片.如芯片屬零購,則會吸水份,須烘烤,不然成品率會降低.焊接方法有：

　　手工樣板焊接: 先在板子和芯片上燙焊錫,然后在PCB上涂助焊劑,用鑷子把芯片定位到PCB上對準后用烙鐵在邊上加熱,此方法焊接效率較低,但比較可靠,適合樣板而不適合批量。

　　鋼網(wǎng)(也可以找現(xiàn)成的同樣封裝的鋼網(wǎng))，刷錫膏，手工貼上，過回流焊(或熱風臺)。簡單的話先在焊盤上上點錫，各個焊盤要用錫一樣多，高度要均勻，然后涂上些粘稠的松香，把芯片放上去，用熱風焊臺均勻加熱，這時不要給芯片加壓，等焊錫熔化后，把芯片浮起，自動對準位置后，停止加熱，冷卻后就行了。焊接好的錫面比較漂亮。

　　用回流焊工藝在PCB上貼裝，最好用點焊膏方式，對貼片機要求較高。如果是制樣的話，根據(jù)其外形，在PCB上做好精確定位標識，焊盤上點膠后，用手工仔細貼片，過回流焊，或者有經(jīng)驗的話，也可用平臺加熱。

　　QFN 封裝優(yōu)缺點

　　近幾年來，QFN封裝(Quad Flat No-lead，方形扁平無引線封裝)由于具有良好的電和熱性能、體積小、重量輕，其應(yīng)用正在快速增長。采用微型引線框架的QFN封裝稱為MLF封裝(Micro Lead Frame—微引線框架)，QFN封裝和CSP(Chip Size Package，芯片尺寸封裝)有些相似，但元件底部沒有焊球。

　　優(yōu)點：QFN封裝(方形扁平無引腳封裝)具有良好的電和熱性能、體積小、重量輕、其應(yīng)用正在快速增長;開發(fā)成本低，目前很多design house用QFN/DFN作為新品開發(fā);QFN封裝具有優(yōu)異的熱性能，主要是因為封裝底部有大面積散熱焊盤，為了能有效地將熱量從芯片傳導(dǎo)到PCB上，PCB底部必須設(shè)計與之相對應(yīng)的散熱焊盤以及散熱過孔，散熱焊盤提供了可靠的焊接面積，過孔提供了散熱途徑;由于QFN封裝不像傳統(tǒng)的SOIC與TSOP封裝那樣具有鷗翼狀引線，內(nèi)部引腳與焊盤之間的導(dǎo)電路徑短，自感系數(shù)以及封裝體內(nèi)布線電阻很低，所以它能提供卓越的電性能;此外，它還通過外露的引線框架焊盤提供了出色的散熱性能，該焊盤具有直接散熱通道，用于釋放封裝內(nèi)的熱量。通常將散熱焊盤直接焊接在電路板上，并且PCB中的散熱過孔有助于將多余的功耗擴散到銅接地板中，從而吸收多余的熱量。QFN封裝不必從兩側(cè)引出接腳，因此電氣效能勝于引線封裝必須從側(cè)面引出多只接腳的SO等傳統(tǒng)封裝。

　　QFN有一個很突出的特點，即QFN封裝與超薄小外形封裝(TSSOP)具有相同的外引線配置，而其尺寸卻比TSSOP的小62%。根據(jù)QFN建模數(shù)據(jù)，其熱性能比TSSOP封裝提高了55%，電性能(電感和電容)比TSSOP封裝分別提高了60%和30%。

　　QFN封裝由于體積小、重量輕、加上杰出的電性能和熱性能，這種封裝特別適合任何一個對尺寸、重量和性能都有的要求的應(yīng)用。

　　缺點：對QFN的返修，因焊接點完全處在元件封裝的底部，橋接、開路、錫球等任何的缺陷都需要將元件移開，又因為QFN體積小、重量輕、且它們又是被使用在高密度的裝配板上，使得返修的難度大。工業(yè)級別和汽車級別QFN目前是不用的，可靠性太低，有待新工藝開發(fā)。

　　QFN的應(yīng)用及其發(fā)展

　　自2006年以來，QFN是典型且較為令人關(guān)注的題材，是便攜式電子市場趨勢。QFN封裝的小外形特點，可用于筆記本電腦、數(shù)碼相機、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話和MP3等便攜式消費電子產(chǎn)品。從市場的角度而言，QFN封裝越來越多地受到用戶的關(guān)注，考慮到成本、體積各方面的因素，QFN封裝將會是未來幾年的一個增長點，發(fā)展前景極為樂觀。

　　現(xiàn)在在國內(nèi)QFN在國內(nèi)遍地開花的趨勢：

　　大陸以外背景的公司已在做QFN 封裝的大概有:AMKOR.STATSCHIPPAC,CARSEM,UNISEM,ASAT,GAPTL等。

　　國內(nèi)背景的有GD,JCET,ANST,NFME等。

　　安森美半導(dǎo)體幾款高精度時鐘管理產(chǎn)品采用了新節(jié)約空間的無鉛32引腳QFN封裝。新封裝的外形尺寸僅為5mm×5mm，器件所占面積僅為以前封裝的31%。這種改進可設(shè)計出明顯較小的先進時鐘管理器件，在空間受限的設(shè)計中享有更大的靈活性。與傳統(tǒng)的28引腳PLCC封裝相比，32引腳QFN封裝面積(5mm×5mm)縮小了84%，厚度(0.9mm)降低了80%，重量(0.06g)減輕了95%，電子封裝寄生效應(yīng)也降低了50%。

　　封裝業(yè)者指出，QFN封裝目前已經(jīng)超越傳統(tǒng)的引線封裝，可用來取代成本較高的晶圓級芯片尺寸封裝(waferlevelCSP)，而CSP雖將封裝外形縮減成芯片大小，卻須使用間距很近的錫球陣列作為元件接腳，使得產(chǎn)品制造難度提高。QFN封裝體積小，成本低，合格率高，還能為高速和電源管理電路提供更佳的共面性以及散熱性。

???????近期凌力爾特公司推出的DC/DC轉(zhuǎn)換器LT3645就是采用的QFN封裝技術(shù)。許多因為QFN具有的優(yōu)點，廣泛的在DC/DC轉(zhuǎn)換器、降壓穩(wěn)壓器以及電源管理方案中使用QFN封裝。QFN的這些應(yīng)用足以讓我們相信，QFN封裝技術(shù)短時間內(nèi)不會推出封裝界的舞臺!