袒露焊盘一样平常暴露在封装底部。这在芯片和芯片之间供应了极低的热阻 (θJC)路径。如下图1所示,是个中一种袒露焊盘的设计。

图1,袒露焊盘芯片内部构造示意图

根据履历,部份声称“零件过热”的不良零件个案,末了创造并非线路的设计问题,反而是袒露焊盘焊接方面的不善导致散热不良。
以下有一些小贴士,有助于工程师在PCB布局及焊接层面上也同时能够照顾芯片的散热。
小贴士1:
留神厂商建议利用“Solder Mask定义(Solder Mask Defined,SMD)”还是“非Solder Mask定义(Non-Solder Mask Defined,NSMD)”焊接手法。
两种定义的焊接手法各有特点,如下图2所示:
图2,“非Solder Mask定义”与“Solder Mask定义”焊接手法的比较(图片来源:http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND9107-D.PDF)
两种方法各有优点:“Solder Mask定义”下,solder mask会覆盖部份焊盘,以减少零件打仗后焊膏被挤压后与阁下焊盘短路风险;“非Solder Mask定义”中开孔较大,焊膏全覆盖PCB焊盘且应力集中程度较低。根据与工程师的分享,在利用“非Solder Mask定义”时会有一定问题,由于他们担心在没有Solder Mask下放了过多的焊膏而造成短路,反而导致焊膏不敷,散热不良。利用焊接模板能帮忙工程师更有效及精准在PCB焊盘上放上焊膏,市场上也供应多种封装尺寸的焊接模板可选择。
小贴士2:
设计焊盘的大小须符合数据手册上的哀求
基本上,工程师要理解PCB焊盘须要符合数据手册上哀求的尺寸。但同时,如果PCB板布局容许,设计较大的PCB焊盘表面面积也能够帮助增加芯片的散热性能。图3是个中一个例子,生产商建议增大铜面积,以加强袒露焊盘的散热效益。
图3,铜面历年夜于袒露焊盘面积的例子(图片来源:http://www.ti.com/lit/an/sloa120/sloa120.pdf)
小贴士3:
善用散热过孔 (Thermal Vias)
从袒露焊盘的焊盘区域到PCB的另一侧添加散热过孔,可以有效地散热。当中的散热过孔运用可设计于PCB散热焊盘内或焊盘外(即是在铜面上,不掏上焊膏)。图4中的例子中生产商建议散热过孔布设在焊盘外。
图4,生产商建议散热过孔布设在焊盘外的例子 (来源:http://www.ti.com/lit/an/sloa120/sloa120.pdf)
溫馨提示
如利用焊盘内散热过孔,焊接的办法也要有相应的合营,以防止焊膏意外流入孔内,壅塞通气,这样就达不到散热效果。工程师可考虑可剥离 (peelable) 或可洗濯(washable) solder mask,以保护无零部份焊接区域,包括“外露铜面积”及“焊盘外散热过孔”,在峰波焊接 (wave soldering) 或组装后PCB板涂层工艺过程中,防止过孔被堵塞或过热。
结语
除了外加散热片外,具有袒露焊盘封装的芯片设计可给工程师多一种散热渠道,增加产品设计的灵巧性。但需利用适宜的焊接技巧方法,否则就无法利用袒露焊盘发挥应有的散热效果。
以下是一些实用的履历总结:
1、留神生产商建议利用“Solder Mask定义”或“非Solder Mask定义”焊接手法。在利用“非Solder Mask定义”时, 工程师可考虑利用焊接模板已便更有效及精准地涂上焊膏;
2、如PCB布局容许,PCB焊盘可比实物面历年夜。如PCB布局的空间有限,服膺至少要符合数据手册上的焊盘哀求;
3、可运用焊盘内或焊盘外散热过孔。利用焊盘内散热过孔,工程师可考虑利用可剥离 (peelable) 或可洗濯(washable) solder mask,以保护“外露铜面积”及“焊盘外散热过孔”在波峰焊接(wave soldering) 或组装后PCB板涂层工艺过程中,防止过孔被堵塞或过热。
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