I QFN hanno davvero bisogno di quel pad termico?

Spesso un chip sarà disponibile in diversi pacchetti. A volte QFN che ha un pad termico e TQFP che non ha pad termico. La giustificazione per il pad termico è che aiuta a condurre il calore lontano dall'IC. In tal caso, perché il TQFP non necessita del pad termico?

Il motivo per cui mi lamento è che il pad termico si intromette nel layout. Tracce e via non possono essere posizionati sotto il dispositivo (tranne in alcuni casi ), rendendo difficile lo sbiadimento nei PCB con spazio limitato.

Il pad termico è solo tradizionale o c'è una buona ragione di cui non sono a conoscenza?

La risposta è che "dipende". Inoltre, vorrei sottolineare che ci sono TQFP con pad termici, quindi questo non è un problema QFN vs TQFP. È un problema Pad o No Pad.

Professionisti:

1. È più facile raffreddare un chip con un pad termico. Alcune parti ne hanno assolutamente bisogno, mentre altre possono avere un intervallo di temperatura ambiente esteso con un pad.
2. Alcune parti non necessitano di raffreddamento, ma usano il pad "termico" come connessione a impedenza molto bassa a GND. Ciò consente di ridurre il rumore e l'IME.
3. I QFN hanno un'induttanza di piombo inferiore e sono generalmente più piccoli del TQFP appuntato equivalente. Ciò migliora l'integrità del segnale e riduce l'IME.

Aspetti negativi:

1. Rende molto più difficile la saldatura manuale. Non male come un BGA, ma avrai sicuramente bisogno di una stazione di saldatura ad aria calda e forse di un dispositivo di preriscaldamento per le parti più grandi.
2. Rende più difficile il routing dei PCB, in particolare sui PCB a 2 strati.

Personalmente sceglierei sempre un pad termico su nessun pad, e sempre un QFN su TQFP. Naturalmente la maggior parte dei miei PCB sono schede a 6 o 8 strati con 4 milioni di tracce, quindi il routing e lo sbiadimento di solito non sono un grosso problema. Il raffreddamento di solito è un problema per me. Approfitto dei QFN più piccoli. E la migliore integrità del segnale e una EMI inferiore sono un grande vantaggio per me.

L'altro vantaggio è che nessuno mi chiede di rielaborare un QFN! :)

David ha già detto che ci sono anche QFP con pad termici, come questo PQFP-208:

Su alcuni dispositivi aiuta a raffreddare il dispositivo, anche se dovrai intraprendere ulteriori azioni. Avrai bisogno di molti passaggi riempiti per trasferire il calore su un piano terra interno. Inoltre, la maggior parte dei produttori consiglia di non utilizzare un pad centrale completo, poiché una saldatura eccessiva potrebbe sollevare l'IC in modo che i pin sul bordo non entrino in contatto con la pasta saldante.

Invece viene suggerito uno stencil con motivi, in questo modo:

o

Nota che questo è solo per lo stencil, non per il pad.

Su circuiti integrati a bassa potenza che non richiedono il raffreddamento, a volte penso che il pad termico sia lì solo per infastidirci. Nella maggior parte dei casi dovrai collegare il pad a terra.