Перейти к содержанию
    

Варианты Via-in-Pad для копусов с КП на нижней поверхности (QFN/DFN, etc)

Приветствую всех участников!

Возник вопрос что делать с переходными отверстиями для exposed pad QFN/DFN, чтобы предотвратить утекание в них припоя из-под центральной КП?

Самый простой вариант - использовать заполнение переходных отверстий компаундом, но это увеличивает стоимость плат и не все производители могут это делать.

Другой вариант - закрывать эти переходные отверстия с помощью паяльной маски с помощью тентирования via, либо с помощью обыкновенной (штатной) паяльной маски.

Последний вариант кажется самым предпочтительным с точки зрения стоимости получаемых ПП и технологичности, но возникает очевидный вопрос: какие есть подводные камни с точки зрения автоматического монтажа подобных печатных плат?

AN1902.pdf от NXP предлагает такие варианты (я говорю про вариант c):

1457548003_.thumb.png.8b0a41cd143d42f4e7f2fc9efb1b66a2.png

Еще есть несколько неплохих статей и заметок на эту тему:

http://hamppcb.blogspot.com/2016/03/via-in-pad-design-considerations-for.html

https://www.pcblibraries.com/forum/ipc7093a-btc-qfn-solder-mask-defined-thermal-pad_topic2154.html

https://forum.kicad.info/t/a-help-with-qfn-footprint-with-thermal-vias-and-solder-paste/5293/11

Impact_Via_Pad_Design_QFN_Assembly_smta.pdf

В последней статье предлагают еще компромиссные варианты типа изменения формы трафарета для паяльной пасты, чтобы она не попадала на переходные отверстия (мне это не очень нравится) и самый примитивный вариант - маска над отверстиями (пояски паяльной маски):

2016984639_.thumb.png.2cf14374496c44f3fede1bfcb38d72cc.png

 

Кто-нибудь использовал подобные методы защиты от протекания припоя? Какие были результаты последующем монтаже и негативные последствия?

 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А чем вам не нравится утекание? Оно позволяет в вариантах а и б плотнее лечь микросхеме при разбросах точности дозировки припоя.

Я даже увеличиваю до 1мм отверстие...

 

Как-то отдал китайцам проект, где все виа с двух сторон закрыты маской. Та часть что попали в пады были выполнены как No SM Ring

 

В России такое не прокатывало - обязательно уберут с одной стороны, что плохо для промывки.

Поэтому сейчас у меня 2 варианта виа - открытые с обеих сторон для падов и закрытые с обеих сторон для остальных мест.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 hour ago, makc said:

Возник вопрос что делать с переходными отверстиями для exposed pad QFN/DFN, чтобы предотвратить утекание в них припоя из-под центральной КП?

Использую всегда для этого модификацию трафарета под пасту.

image.thumb.png.99e1abae894f56d2d4e3a275902d2afb.png

Вид после пайки: 

image.thumb.png.927eba59251fc0d021b890fce09b5e1e.png

Как видно припой не затекает.

А закрытые с одной стороны via не дает делать производитель плат, поскольку не гарантирует промывку.
Закрытые с двух строн via думаю  усложнят репайринг.  

Кстати маску под пасту по любому надо сегментрировать на более мелкие отверстия если на плате есть мелкие пады и большие пады. 
Чтобы не было большой разницы в размерах отверстий. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

45 минут назад, AlexandrY сказал:

Как видно припой не затекает.

Не видно, т.к. если он не протек на другую сторону, то это еще не значит, что он не затек в ПО. Нужен нормальный crossection, чтобы можно было что-то утверждать (см. статьи выше). Но в целом, согласен, проблемы с выходом на другую сторону нет и это уже само по себе довольно неплохо. Плохо что могу быть пустоты под корпусом, которые неконтролируемо ухудшают теплоотвод.

47 минут назад, AlexandrY сказал:

А закрытые с одной стороны via не дает делать производитель плат, поскольку не гарантирует промывку.

И это правильно, т.к. потом будут проблемы, правда непонятно когда именно.

48 минут назад, AlexandrY сказал:

Закрытые с двух строн via думаю  усложнят репайринг.  

Чем?

48 минут назад, AlexandrY сказал:

Кстати маску под пасту по любому надо сегментрировать на более мелкие отверстия если на плате есть мелкие пады и большие пады. 
Чтобы не было большой разницы в размерах отверстий. 

Это понятно, но по большому счёту это уже вопрос технолога на производстве, а не разработчика ПП.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, _4afc_ сказал:

А чем вам не нравится утекание? Оно позволяет в вариантах а и б плотнее лечь микросхеме при разбросах точности дозировки припоя.

Я даже увеличиваю до 1мм отверстие...

Оно может привести к выходу припоя на обратную сторону и трафарет на неё уже не ляжет. Ну и появление пустот негативно влияет на теплоотвод.

 

2 часа назад, _4afc_ сказал:

Поэтому сейчас у меня 2 варианта виа - открытые с обеих сторон для падов и закрытые с обеих сторон для остальных мест.

Да, у меня то же самое. Но хочется большего. ;-)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ничего не делаю для предотвращения утекания. Платы были с via как 0.2\0.5 так и 0.3\0.7. Маска зеленая\черная с обратной от площадок стороны. Монтирует резонит, серийность несколько тысяч (хотя если по всем проектам брать, где стоят похожие вещи, наверное за десяток перевалит). Ни разу не было проблем с перегревом или непропаем, вытеканием с обратной стороны. Все образцы выдерживают 500g 2мс.

При этом если микросхему поднять феном, на пузе более чем достаточно припоя. Да, рентген-контроль не делали, но что есть, то есть. Паста скорее всего третьего типа, свинец.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

19 минут назад, Карлсон сказал:

Маска зеленая\черная с обратной от площадок стороны.

Маска закрывает переходные отверстия? Если да, то она может протекать на обратную сторону и это не очень хорошо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ну, резонит заявляет, что у них два типа маски - пленочная и жидкая. Были платы и с такой и с другой - нигде, ни разу не было затекания маски.

Да, закрывает полностью. Но, повторюсь, это справедливо для отверстий 0.2 и 0.3. Больше не делал.

Еще. Покрытие как золото так и хасл. Никогда с ними не было проблем. Причем платы были как с протона (срочные), так и серии из Зубово и с Китая.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, Карлсон сказал:

Ну, резонит заявляет, что у них два типа маски - пленочная и жидкая. Были платы и с такой и с другой - нигде, ни разу не было затекания маски.

У Резонита я таких экспериментов не ставил, но на платах, сделанных у китайцев, маска протекала через переходные отверстия. Не могу сказать, что это было очень страшно, но и хорошего в этом ничего нет. Поэтому, как сказано выше, технологи производства ПП настаивают на симметрии: либо оба конца закрыты, либо оба открыты. Ну или нужно делать заполнение ПО компаундом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

5 часов назад, makc сказал:

технологи производства ПП настаивают на симметрии

Один из проектов делал у АТБ и Резонита, его же отдавал на оценку в А-Контракт (очень придирчивые ребята). АТБ вообще не пикнули, как и Резонит, А-Контракт придрались к совершенно другим местам. Так что китайцы разные бывают.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

19 hours ago, makc said:

Оно может привести к выходу припоя на обратную сторону и трафарет на неё уже не ляжет. Ну и появление пустот негативно влияет на теплоотвод.

Да припой при открытом виа выходит. Трафарет с двух сторон не делали. Но никто не межает на обратной стороне сделать отверстия в трафарете для мест выхода припоя.

 

Теплоотвод это когда тепло ушло в сторону от микросхемы или на радиатор. Вы просто перенесли тепло на обратную сторону платы.

Распростронение тепла по внутренней меди 35мкм в сторону будет не очень. Надо дорожки из виа делать (0,035мм превратится в 1,5мм) к краям платы и местам прилегания к корпусу/радиаторам.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 hour ago, _4afc_ said:

Распростронение тепла по внутренней меди 35мкм в сторону будет не очень. Надо дорожки из виа делать (0,035мм превратится в 1,5мм) к краям платы и местам прилегания к корпусу/радиаторам.

Порылся в гугле немного.
Все говорит о том, что via под термопадами почти не влияют на тепловое сопротивление.
Заливка переходных припоем соответственно тоже не даст существенного эффекта ( в пределах единиц процентов ) 
Т.е. если ставить via, то именно для того чтобы не было неконтролируемых пустот при пайке. 
Один из самый важный параметров при управлении тепловым сопротивлением места пайки - толщина припоя. 
При несегментированном паде очевидно толщина будет больше. 
Я при репайринге специально прижимаю корпуса к плате чтобы уменьшить толшину слоя припоя. 
Но в любом случае тепловое сопротивление самой платы на порядок больше теплового сопротивления слоя припоя.
Так что особая игра с падами не стоит свеч.
Я измерял температуру на корпусе сверху микросхемы и температуру под микросхемой на обратной стороне платы. Разница в несколько десятков градусов. 
Поэтому радиатор на корпус сверху будет значительно эффективней. Даж просто вентиляция сверху даст хороший эффект. 
  

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

4 часа назад, _4afc_ сказал:

Но никто не межает на обратной стороне сделать отверстия в трафарете для мест выхода припоя.

Это страшный костыль, тем более что нет никаких гарантий высоты вышедшего на другой стороне шарика припоя. Так что нужно бороться с причиной, а не со следствием.

4 часа назад, _4afc_ сказал:

Теплоотвод это когда тепло ушло в сторону от микросхемы или на радиатор. Вы просто перенесли тепло на обратную сторону платы.

Я ничего не перепутал, т.к. имел в виду процесс.

Скрытый текст

Теплоотвод — [heat removal (extraction)] процесс отвода теплоты от тела посредством, например, охлаждения жидкости, сжатия воздуха и др …

В указанных в начале темы статьях про это написано. И если мы говорим не про большие корпуса с радиаторами на них, а про небольшие (QFN/DFN источников питания зачастую как раз именно такие), то у них нет другого канала отвода тепла, кроме передачи его на плату. Именно этот случай меня и беспокоит.

2 часа назад, AlexandrY сказал:

Порылся в гугле немного.
Все говорит о том, что via под термопадами почти не влияют на тепловое сопротивление.
Заливка переходных припоем соответственно тоже не даст существенного эффекта ( в пределах единиц процентов ) 

Приведите ссылки, мои изыскания говорят о другом. Вот, например, выдержка из документа TI AN-1520 A Guide to Board Layout for Best Thermal Resistance 

348354535_Screenshot_20201128-1520082.thumb.png.4a36921a77536a554c60a01361db8c7d.png

По-моему влияние есть и довольно сильное. И, как я понимаю, это может быть весьма критично для небольших корпусов, выделяющих много тепла.

2 часа назад, AlexandrY сказал:

Поэтому радиатор на корпус сверху будет значительно эффективней. Даж просто вентиляция сверху даст хороший эффект.

На QFN размером 3х3 мм? 

Вентиляция охлаждает плату, а если сопротивление до платы велико, то толку в сумме не будет. Естественно речь идёт о вариантах без радиатора, только теплоотвод на полигоны платы через VIA на thermal pad.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

15 hours ago, Карлсон said:

АТБ вообще не пикнули

Мне они в какой-то момент пожаловались на протекание (причем до этого было все в порядке на многих сотнях плат разных типов). Закрываю маской с противоположной стороны, D = 0.2 mm.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

23 минуты назад, aaarrr сказал:

Закрываю маской с противоположной стороны, D = 0.2 mm.

Так делать не рекомендуется, снижает надёжность ПО.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...