难题内容中,我们回顾了半导体器件摆脱传统引线框架封装的原因及历史。回顾了这些花费昂贵修整和成型工序的封装类型:PDIP、PLCC、PQUAD和PGA等,以及市场已转向基于基板的球栅阵列封装(BGA)、四方扁平无引线封装(QFN)和双边扁平无引线封装(DFN)。本章的重点是QFN和DFN封装,不仅复杂性和成本都更低,同时对SOIC封装和低引脚数PLCC封装的未来发展都具有重要意义。
我们在上一章中探索了传统引线框封装技术濒临淘汰的原因,并理解了修整和成型工序为何成本昂贵。回顾21世纪初,很少半导体制造商会选择采用引线框架,其利润率下降至个位数。PLCC封装仅在修整和成型工序,单一尺寸的成本就超过30万美元。然而在20世纪90年代,引线框架产量达到顶峰,封装的成本显著降低,包括装片、引线键合、注塑以及修整和成型。
让我们深入理解QFN封装为何更具未来发展前景。虽然QFN是基于引线框架的封装,但无需修整和成型工序。QFN的引线框架是X * Y矩阵,像是四方形的巧克力棒,其中各个QFN的X和Y尺寸是灵活的。许多QFN的最终封装尺寸的模具尺寸和外部引线框架尺寸相同。QFN 封装的常见尺寸包括3x3mm、4x4mm、5x5mm以及其他多种尺寸。QFN和DFN引线框架会同时进行注塑,然后切割成单个QFN封装。与QFN相比,DFN封装的尺寸更多样化且引脚数始终更少些。QFN和DFN封装的大多数尺寸使用的模具都是相同的。
完成切割步骤后,封装就结束了。实际上,QFN和DFN封装无需昂贵的修整和成型工序,仅需一种模具即可适用多种QFN和DFN尺寸。无需修剪和成型工序,产量会高得多,成品率相较需要附加工序的同引脚数封装也会更高。更小体积、更高产量和更高成品率意味着需修整和成型工序的传统引线框架封装最终会被淘汰。
QFN和DFN封装将导致需要修整和成型工序的同引脚数引线框架封装的消失。经典DIP封装早已经历市场萎缩。DIP已问世50余年,不仅在修整和成型工序花费昂贵,其通孔插装技术也有些过时。有人可能会说DIP已被SOIC封装所取代,事实上DIP仍可对长生命周期系统提供持续支持。
SOIC封装最终将被QFN和DFN封装取代。我们越来越多地看到SOIC封装的短缺,以及当一个器件同时有SOIC和QFN版本时,SOIC版本往往面临先停产的问题。当今市场中的常见逻辑器件,通常以QFN和SOIC版本同时销售,而这两种封装的PCB布局往往不能兼容。罗彻斯特电子灵活支持现有SOIC信号板布局,同时提供QFN封装,是支持长生命周期系统的最佳选择。
当电路板需要更可靠的焊接处理时,可采用“可润湿侧翼”工艺。QFN的底部通常是镀锡的,有铜的侧面会暴露在空气中。这使得检查封装的焊点变得困难。“可润湿侧翼” 可使QFN和DFN在裸露引线框架的侧面镀上焊料。这种工艺既增大了焊点的可视化区域,同时也简化了检验过程。通常情况下, “可润湿侧翼” 工艺也会增加封装处理流程和生产成本。
如今,罗彻斯特电子可提供兼容SOIC和低引脚数PLCC的QFN封装。这可以通过对QFN下方的焊盘区域进行简单的基板修改来实现。为了在冲击和振动环境中实现SOIC等效性,需要对基板进行修改。除非将QFN基板单独取下来,否则修整和成型引线框架封装在这些环境中的性能则会更好。
罗彻斯特电子预见到这一趋势,决定同时投入基于引线框的封装以及基于基板的QFN和BGA封装。目前,罗彻斯特电子不仅提供大批量生产的QFN封装,还提供长寿命系统期望的可供灵活选择的封装,另外还提供具有封装兼容性、几乎无需改动PCB的非方形QFN封装。罗彻斯特电子停产解决方案正在不断拓展中。
作为许可制造商,罗彻斯特电子至今已复产20,000多种停产元器件。拥有超过120亿颗晶圆/裸片库存,并可提供70,000多种复产解决方案。
成立40多年来,罗彻斯特电子与70多家元器件制造商建立了合作关系,为客户持续提供关键半导体元器件。
罗彻斯特电子具备自主封装能力,可实现快速交付。罗彻斯特电子拥有超过24万平方英尺的生产基地,以及超过10万平方英尺的塑料封装和引脚镀层专用仓库。丰富的塑料封装选项包括:
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