CN112216616A - 一种qfn芯片散热焊盘钢网的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法，包括S1、获取QFN芯片焊盘信息，所述QFN芯片要素信息包括芯片焊盘的尺寸，芯片焊盘的间距，芯片焊盘的阻焊信息；S2、根据QFN芯片焊盘信息设置钢网的形状、阵列方式及间距；S3、在所述QFN芯片焊盘上创建阵列式钢网；QFN芯片钢网进行阵列式分块设计，中间留有覆盖阻焊油的通道，焊接时助焊剂产生的气体可以从通道中排出，减少因气体排出受阻而造成的焊接不良问题；由于QFN芯片散热焊盘焊接点在器件底部，阵列式钢网设计可有效避免和周边器件的桥接，开路；在满足电气性能的同时可增加QFN芯片的使用寿命，节约生产成本。

Description

一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法
技术领域
本发明涉及QFN封装的技术领域，具体为一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法。
背景技术
随着电子技术的高速发展，电子元器件越来越小型化，集成化，会导致元器件内部电流密度不断提高，根据电子元器件可靠性数据分析，电子元器件大部分故障是由于器件内部导热循环差，元器件温度升高而导致的；我们目前常用的四侧无引脚扁平封装由于具有良好的电热性能，体积小，重量轻广泛应用于各种芯片封装技术中。
但是，QFN是一种无引脚封装，呈正方形或矩形，封装底部中央位置有一个大面积裸露焊盘用来导热，围绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连结的导电焊盘。目前QFN芯片元件封装在设计过程中大部分钢网是设计成和焊盘一样整块的铜皮，QFN芯片与PCB焊接时二者贴合很近，QFN芯片散热焊盘在焊接时由于底部焊盘较大，锡膏和助焊剂加热时会产生大量的气体，散热焊盘的四周由于被焊脚包围导致部分气体无法排出会在芯片和PCB封装之间形成气泡，导致焊接不良。
发明内容
基于此，有必要提供一种散热效果好、避免焊接不良的QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法。
一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法，包括
S1、获取QFN芯片焊盘信息，所述QFN芯片要素信息包括芯片焊盘的尺寸，芯片焊盘的间距，芯片焊盘的阻焊信息；
S2、根据QFN芯片焊盘信息设置钢网的形状、大小及阵列方式；
S3、在所述QFN芯片焊盘上创建阵列式钢网。
在其中一个实施例中，所述阵列式钢网为分离式矩形块钢网，合并式矩形块钢网，分离式圆形块钢网，合并式花形块钢网。
在其中一个实施例中，所述QFN芯片焊盘信息还包括阵列式钢网放置的层面信息。
在其中一个实施例中，在S3创建阵列式钢网之前需要判断是否替换已有的钢网。
在其中一个实施例中，所述阵列方式包括阵列分块的数量和分块之间的间距。
上述QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法的有益效果为:
1.QFN芯片钢网进行阵列式分块设计，中间留有覆盖阻焊油的通道，焊接时助焊剂产生的气体可以从通道中排出，减少因气体排出受阻而造成的焊接不良问题；
2.由于QFN芯片散热焊盘焊接点在器件底部，阵列钢网设计可有效避免和周边器件的桥接，开路；
3.在满足电气性能的同时可增加QFN芯片的使用寿命，节约生产成本；
4.有效提高QFN芯片钢网制作处理效率，可根据不同的应用情况选择不同形状的阵列式钢网。
附图说明
图1为本发明一实施例QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法的流程图；
图2为图1本发明一实施例QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法的分离式矩形块钢网结构示意图；
图3为图1本发明一实施例QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法的合并式矩形块钢网结构示意图；
图4为图1本发明一实施例QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法的分离式圆形块钢网结构示意图；
图5为图1本发明一实施例QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法的合并式花形块钢网结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法，包括
S1、获取QFN芯片焊盘信息，所述QFN芯片要素信息包括芯片焊盘的尺寸，芯片焊盘的间距，芯片焊盘的阻焊信息；
S2、根据QFN芯片焊盘信息设置钢网的形状、大小及阵列方式；
S3、在所述QFN芯片焊盘上创建阵列式钢网。
在其中一个实施例中，所述阵列式钢网为分离式矩形块钢网，合并式矩形块钢网，分离式圆形块钢网，合并式花形块钢网。
在其中一个实施例中，在S3创建阵列式钢网之前需要判断是否替换已有的钢网。
QFN芯片封装主要是通过CadenceAllegro软件设计的，QFN芯片封装文件主要包括pad文件和DEVICE文件。
例如，先设计出四周88个信号焊盘，然后设计出7.8MM的QFN芯片焊盘，都需要参照芯片焊盘的间距，芯片焊盘的阻焊信息；从封装名可以得知此封装的芯片焊盘为7.8MM的正方形，创建一个7.8MM的正方形，阻焊和焊盘单边大3mil,钢网和焊盘一样大；对焊盘的钢网进行分块处理，形成阵列式钢网；对焊盘的钢网进行3X3mm的分块设置，钢网焊盘的间距选择0.15MM,钢网的形状选择分离式矩形块钢网，判断是否需要替换已有的钢网，是则将原焊盘钢网层参数删去，创建分离式矩形块钢网，形状为3X3mm；如需改变阵列式钢网的形状，则选择需要改变的阵列式钢网形状，并替换原焊盘钢网层，再选择创建形成新的阵列式钢网。
如图2、图3、图4、图5所示，阵列式钢网为分离式矩形块钢网，合并式矩形块钢网，分离式圆形块钢网，合并式花形块钢网四种，主要区别是形状以及有互相连接的部分，对改善焊接功能上可以在不同的应用环境下选择，如对芯片焊盘比较小，由于焊接面积比较小，采用合并式钢网有利于增加连接的应力和强度。对表面处理为OSP,化锡，化银等硬度比较软的，采用合并式对提高焊接时的应力有辅助作用，综合来说合并式钢网增强了各分块的连接强度；对于分离式矩形块钢网和分离式圆形块钢网来说主要区别是分离式矩形块钢网的焊接面积要大于分离式圆形块钢网，在焊盘面积过大的情况下采用分离式圆形块钢网焊接吃锡效果会更好一些。
这样，QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法的有益效果为:
1.QFN芯片钢网进行阵列式分块设计，中间留有覆盖阻焊油的通道，焊接时助焊剂产生的气体可以从通道中排出，减少因气体排出受阻而造成的焊接不良问题；
2.由于QFN芯片散热焊盘焊接点在器件底部，阵列式钢网设计可有效避免和周边器件的桥接，开路；
3.在满足电气性能的同时可增加QFN芯片的使用寿命，节约生产成本；
4.有效提高QFN芯片钢网制作处理效率，可根据不同的应用情况选择不同形状的阵列式钢网。
在其中一个实施例中，所述阵列方式还包括阵列分块的数量和分块之间的间距。
根据QFN芯片焊盘的大小以及硬度情况，在确定了采用何种阵列式钢网后，在将具体的钢网进行分块，并确定分块之间的间距，来有效的保证助焊剂产生的气体可以从分块与分块之间的间隙内排出，减少因气体排出受阻而造成的焊接不良问题。
可以理解的是，如果分块和分块之间的间距过小，会影响助焊剂产生的气体快速的排出，因为排出的气体变慢，所以很可能对焊接造成不良的影响。如果间距过大就会造成焊接的面积变小，容易造成虚焊的情况。
在其中一个实施例中，所述QFN芯片焊盘信息还包括阵列式钢网放置的层面信息。
阵列式钢网放置的层面为两个。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法，其特征在于：包括
S1、获取QFN芯片焊盘信息，所述QFN芯片要素信息包括芯片焊盘的尺寸，芯片焊盘的间距，芯片焊盘的阻焊信息；
S2、根据QFN芯片焊盘信息设置钢网的形状、大小及阵列方式；
S3、在所述QFN芯片焊盘上创建阵列式钢网。
2.根据权利要求1所述的一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法，其特征在于： 所述阵列式钢网为分离式矩形块钢网，合并式矩形块钢网，分离式圆形块钢网，合并式花形块钢网。
3.根据权利要求1所述的一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法，其特征在于：所述QFN芯片焊盘信息还包括阵列式钢网放置的层面信息。
4.根据权利要求1所述的一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法，其特征在于：在S3创建阵列式钢网之前需要判断是否替换已有的钢网。
5.根据权利要求1所述的一种QFN芯片散热焊盘钢网的设计方法，其特征在于：所述阵列方式包括阵列分块的数量和分块之间的间距。
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