【摘 要】随着表面贴装技术的快速发展，贴装密度急速增加，近几年来，由于QFN元件因其独特的封装形式具有良好的电和热性能、体积小、重量轻，其应用正在快速增长，QFN元件的PCB焊盘设计对焊点的形成质量有至关重要的影响，因此，为了保证产品质量和提高产品的可靠性，有必要对其焊盘设计进行研究。本文就QFN封装元件的特点及各焊盘设计进行了分析。

【关键词】QFN PCB 焊盘设计

1 QFN封装

近几年来，由于QFN封装（Quad Flat No-lead package，方形扁平无引脚封装）具有良好的电和热性能、体积小、重量轻，其应用正在快速增长。采用微型引线框架的QFN封装称为MLF（Micro Lead Frame，微引线框架）封装。QFN是无引脚封装，它有利于降低引脚间的自感应系数，在高频领域的应用优势明显。QFN外观呈正方形或矩形，大小接近于CSP（Chip Size Package，芯片尺寸封装），QFN封装和CSP相似，但元件底部没有焊球，与PCB的电气和机械连接是通过PCB焊盘上印刷焊膏经过回流焊形成的焊点来实现的；如图1所示。

2 焊盘设计

QFN的中央裸焊端和周边I/O焊端组成了平坦的铜引线结构框架，再用模铸树脂将其浇铸在树脂里固定，底面露出的中央裸焊端和周边I/O焊端，均须焊接到PCB上。PCB焊盘设计应该适应工厂的实际工艺能力，以求取得最大的工艺窗口，得到良好的高可靠性焊点。针对QFN中央裸焊端而设计的PCB散热焊盘，应设计导热过孔连接到PCB内层隐藏的金属层。这种通过过孔的垂直散热设计，可以使QFN获得完美的散热效果。

2.1 周边引脚的焊盘设计

PCB 周边引脚焊盘的设计应比QFN的周边引脚焊端稍大一点，如果QFN焊盘为圆形，PCB焊盘内侧也应设计成圆形以配合焊端的形状。如果PCB有设计空间，周边引脚焊盘的外延长度（Tout）大于0.15mm，可以明显改善外侧焊点形成，如果内延长度（Tin）大于0.05mm，则必须考虑与中央散热焊盘之间保留足够的间隙，以免引起桥连。典型的QFN元件PCB周边引脚焊盘推荐尺寸如下表1所示。

2.2 中央散热焊盘设计

QFN封装具有优异的热性能，主要是因为封装底部有大面积散热焊盘，为了能有效地将热量从芯片传导到PCB上，PCB底部必须设计与之相对应的散热焊盘和散热过孔。散热焊盘提供了可靠的焊接面积，过孔提供了散热途径。

2.3 阻焊层的结构

阻焊层设计目前有两种阻焊层设计类型：阻焊定义的焊盘SMD（Solder Mask Defined）和非阻焊定义的焊盘NSMD（Non-Solder Mask Defined）如图2所示。

建议使用NSMD阻焊层，阻焊层开口应比焊盘开口大120～150μm，即焊盘铜箔到阻焊层的间隙有60～75μm，这样允许阻焊层有一个制造公差，通常这个公差在50～65μm之间。每个焊盘应单独设计阻焊层开口，这样可以使相邻焊盘之间布满阻焊层，阻止相邻焊盘之间形成桥连。但是，当引脚间距小于0.5mm时，引脚之间的阻焊可以省略，即将处于一边的所有焊盘统一设计一个大的开口，相邻焊盘之间没有阻焊层。

3 结语

QFN元件因其独特的封装形式造就了其快速增长的应用，QFN元件的PCB焊盘设计对焊点的形成质量有至关重要的影响，因此，为了保证产品质量和提高产品的可靠性，本文就QFN封装元件的特点及各焊盘设计进行了分析和总结。希望借助于本文，能够对QFN元件的PCB焊盘设计提供一定的参考和帮助。

参考文献：

[1]IPC-SM-782.表面贴装设计与焊盘结构标准.印制电路与贴装.深圳，SMT高级人才联谊会 电子电路与贴装技术交流展览会，2002（3）：70-75.

[2]鲜飞.QFN封装元件组装工艺技术部的研究.Practical Electronics.2007/1：10-25.

[3]郑雪辉 等.QFN焊盘设计和工艺.2013中国高端SMT学术会议论文集.2013/10：8-14.

作者简介：赵桂花（1982—），女，汉族，山东泰安人，学士学位，工程师，主要从事机载火控电子产品的装配与联试研究。