Les QFN ont-ils vraiment besoin de ce coussin thermique?

Souvent, une puce sera disponible dans plusieurs packages différents. Parfois QFN qui a un coussin thermique et TQFP qui n'a pas de coussin thermique. La justification du coussin thermique est qu'il permet d'éloigner la chaleur du circuit intégré. Si tel était le cas, pourquoi le TQFP n'a-t-il pas besoin du coussin thermique?

La raison pour laquelle je gémis est que le coussin thermique gêne la disposition. Les pistes et les vias ne peuvent pas être placés sous l'appareil (sauf dans certains cas ), ce qui rend le fanout délicat dans les PCB confinés dans l'espace.

Le coussin thermique est-il juste traditionnel, ou y a-t-il une bonne raison pour laquelle je ne suis pas au courant?

La réponse est que "cela dépend". De plus, je voudrais souligner qu'il existe des TQFP avec des tampons thermiques, donc ce n'est pas un problème QFN vs TQFP. C'est un problème de Pad ou No Pad.

Avantages:

1. Il est plus facile de refroidir une puce avec un tampon thermique. Certaines pièces en ont absolument besoin, tandis que d'autres peuvent avoir une plage de température ambiante étendue avec un tampon.
2. Certaines pièces n'ont pas besoin de refroidissement, mais utilisez le plot "thermique" comme connexion à très faible impédance à GND. Cela permet de réduire le bruit et les interférences électromagnétiques.
3. Les QFN ont une inductance de plomb plus faible et sont généralement plus petits que le TQFP branché équivalent. Cela améliore l'intégrité du signal et réduit les interférences électromagnétiques.

Les inconvénients:

1. Rend le soudage à la main beaucoup plus difficile. Pas aussi mauvais qu'un BGA, mais vous aurez certainement besoin d'une station de soudage à air chaud et éventuellement d'un dispositif de préchauffage pour les pièces plus grandes.
2. Rend le routage des PCB plus difficile, en particulier sur les PCB à 2 couches.

Personnellement, je choisirais toujours un coussin thermique plutôt qu'un coussin, et toujours un QFN plutôt qu'un TQFP. Bien sûr, la plupart de mes PCB sont des cartes à 6 ou 8 couches avec des traces de 4 mil, donc le routage et le fanout ne sont généralement pas un gros problème. Le refroidissement est généralement un problème pour moi. Je profite des petites QFN. Et la meilleure intégrité du signal et une EMI inférieure est un énorme avantage pour moi.

L'autre avantage est que personne ne me demande de retravailler un QFN! :)

David a déjà dit qu'il existe également des QFP avec des tampons thermiques, comme ce PQFP-208:

Sur certains appareils, cela permet de refroidir l'appareil, mais vous devrez prendre des mesures supplémentaires. Vous aurez besoin de beaucoup de vias remplis pour transférer la chaleur vers un plan de masse interne. De plus, la plupart des fabricants recommandent de ne pas utiliser un tampon central complet, car trop de soudure peut soulever le circuit intégré de sorte que les broches sur le bord ne peuvent pas entrer en contact avec la pâte de soudure.

Au lieu de cela, un pochoir à motifs est suggéré, comme ceci:

ou

Notez que c'est juste pour le pochoir, pas pour le tampon.

Sur les circuits intégrés de faible puissance qui ne nécessitent pas de refroidissement, je pense parfois que le tampon thermique est juste là pour nous ennuyer. Dans la plupart des cas, vous devrez connecter le pad à la terre.