Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik QFN IC kleben trotz Massefläche (FTDI)


von Toni (Gast)


Lesenswert?

Hi da.

Da unser Lötofen ein Förderband welches mehrmals die Richtung ändert und 
wir z.B. einen QFN IC von FTDI auf den Platinen haben, müssen diese 
gegen verdrehen/verschieben mit Kleber gesichert werden.
Genutzt wird der rote von Electrolube.

Jetzt soll aber laut Datenblatt die Fläche unter dem FTDI mit GND 
verlötet sein was aber ja die Kleberei wieder ausschliesst...
Wie handhabt Ihr sowas?
Kann man hier einfach in die Mitte einen Tropfen Kleber machen und 
aussen herum dann Lotpaste?

Grüße
Toni

von Bürovorsteher (Gast)


Lesenswert?

> Jetzt soll aber laut Datenblatt die Fläche unter dem FTDI mit GND
> verlötet sein

Dann mache das so, alles andere ist Murks.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


Lesenswert?

Wenn die Lötpads vernünftig layoutet sind, zentriert sich der Chip beim 
Lötprozess von alleine und schwimmt nicht weg. Das Masse-/Thermalpad 
muss angelötet werden.

von Toni (Gast)


Lesenswert?

Hi!

@Bürovorsteher: Wir müssen die aber verkleben s.o.

@ Knut Ballhause:
> Wenn die Lötpads vernünftig layoutet sind, zentriert sich der Chip beim
> Lötprozess von alleine und schwimmt nicht weg
Die kleinen ICs bewegen sich jedoch ganz minimal wegen dem oben 
erwähnten Vorschub.

Da das Datenblatt aber auch nicht stimmig ist, werden wir es mal ohne 
Anschluss der "Central Headsink Area" versuchen.
Hier
http://www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/ICs/DS_FT245R.pdf
auf Seite 30 steht:
>The pin #1 ID is connected internally to the device’s central heat sink area.
>It is recommended to ground the central heat sink area of the device.
und sieben Zeilen drunter das hier:
>The centre pad on the base of the FT245RQ is not internally connected,
>and can be left unconnected, or connected to ground (recommended).

Ich messe jetzt erst mal nach ob da auch GND dran ist...

Toni

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Toni schrieb:

> Da das Datenblatt aber auch nicht stimmig ist, werden wir es mal ohne
> Anschluss der "Central Headsink Area" versuchen.

Nein, du sollst da keine Köpfe versenken. :-)

> Ich messe jetzt erst mal nach ob da auch GND dran ist...

Wenn, dann u. U. auch nur vergleichsweise hochohmig (liegt am
Substrat, nicht an den GND-Pins).

Wäre aber für die Funktion als Kühlfläche auch nicht ernsthaft wichtig.
Andererseits ist es fraglich, ob ein FT245 oder FT232 betriebsmäßig
so viel Wärme erzeugt, dass er der zusätzlichen Kühlung überhaupt
bedarf.

von Bürovorsteher (Gast)


Lesenswert?

> Wir müssen die aber verkleben s.o.

Nein musst du nicht. Wenn das thermal pad angelötet und vorher mit 
Lotpaste
bedruckt wird, dann marschiert da gar nichts weg.

von Toni (Gast)


Lesenswert?

So ist es aber derzeit.
Die kleinen ICs verdrehen sich minimal durch den Vorschub des Ofens.
Wir bedrucken bisher ja auch das Themal-Pad.

von Jens M. (Gast)


Lesenswert?

Toni schrieb:
> Wir bedrucken bisher ja auch das Themal-Pad.

Dann ist es doch egal wie viel Kleber du da drauf pappst.

Thermal Pads sind meist nicht ohne Grund da, was bei Raumtemperatur aber 
nicht auffällt.


Mann kann Chips mit Thermals auch vorher von unten löten.

Toni schrieb:
>>The centre pad on the base of the FT245RQ is not internally connected,
>>and can be left unconnected, or connected to ground (recommended).

Womit bei der die RQ das Thermal nicht an GND ist. Das man das trotzdem 
anbinden sol hat was mit EMV zu tun.

Toni schrieb:
> Die kleinen ICs verdrehen sich minimal durch den Vorschub des Ofens.

Bei der Masse? Macht ihr Schussfahrt durch den Ofen?

von Toni (Gast)


Lesenswert?

Der Ofen ist keiner mit etlichen Zonen genau hintereinander sodass die 
Platine keine Beschleunigung in der Zeit hat.
Der Ofen hat nur zwei "Phasen". Von Phase eins zu zwei und nochmal 
zurück ist das Lot schon ziemlich flüssig.
Wenn der sch*** Antrieb nun aber die Platine relativ "langsam" 
beschleunigt ist das Lot halt schon total schwammig und der IC kann sich 
sehr wohl drehen - was halt auch passiert.
Daher soll er ja geklebt werden.
Die Klebung bringt schon was - die ICs sind reproduzierbar gerade an der 
Stelle wo sie auch hin gepackt wurden.
Aber so können wir halt nicht das Pad von unten anlöten.

Jens Martin schrieb:
> Toni schrieb:
>> Wir bedrucken bisher ja auch das Themal-Pad.
>
> Dann ist es doch egal wie viel Kleber du da drauf pappst.
Verstehe ich jetzt nicht - was hat das mit der Menge zu tun?
Bisher wurden die ICs auch von unten angelötet aber dann haben wir wie 
schon gesagt das Verdrehungs-Problem.

> Thermal Pads sind meist nicht ohne Grund da, was bei Raumtemperatur aber
> nicht auffällt.
Schon klar

> Mann kann Chips mit Thermals auch vorher von unten löten.
Verstehe ich nicht genau was Du damit meinst.

> Toni schrieb:
>>>The centre pad on the base of the FT245RQ is not internally connected,
>>>and can be left unconnected, or connected to ground (recommended).
>
> Womit bei der die RQ das Thermal nicht an GND ist. Das man das trotzdem
> anbinden sol hat was mit EMV zu tun.
Ja, evtl. aber auch nur- Evtl. ja auch wegen mechanischer Belastung - 
deswegen ja "empfohlen"

> Toni schrieb:
>> Die kleinen ICs verdrehen sich minimal durch den Vorschub des Ofens.
>
> Bei der Masse? Macht ihr Schussfahrt durch den Ofen?
Naja, die sind nicht wirklich groß die kleinen :)
Problem ist halt das die da rum schwimmen und sich in der Phase ja 
"theoretisch" ausrichten sollten.

Toni

von Jens M. (Gast)


Lesenswert?

Toni schrieb:
> Wenn der sch*** Antrieb nun aber die Platine relativ "langsam"
> beschleunigt ist das Lot halt schon total schwammig und der IC kann sich
> sehr wohl drehen - was halt auch passiert.

Klingt komisch, ich hab hier SON8 Chips die sich ohne Probleme 
ausrichten. Das mit super Equipment (Heißluftpistole).

Sind das vielleicht Vibrationen? Oder das Lot an den Pads und oder vom 
Thermalpad ist einseitig flüssig so das eine "verzogene" 
Oberflächenspannung entsteht.

Wenn die Verdrehung immer ähnlich ist kann das auch so was sein.

Falls du eine Zeitlupenkamera hast könnte die helfen.

von Bernd G. (Gast)


Lesenswert?

Mal eine ganz blöde Frage - hast du die 0,3er Löcher im Thermal Pad 
vergessen, so dass sich das QFN nicht durch Kapillarwirkung an der 
Leiterplatte festsaugen kann?
Dann schwimmt es nämlich wirklich weg.

von Toni (Gast)


Lesenswert?

@Jens: Es gibt im Ofen großflächig unten und oben Heizkacheln die 
vollflächig die Platine heizen. Hoffe also mal das die dann auch 
gleichmäßig warm wird ;)
Ich denke die Chips drehen sich weil die Materialien im Innern eben auf 
einer Seite etwas schwerer sind als auf einer anderen.
Die Verschiebung kommt reproduzierbar vom Antrieb - ist halt blöd das 
die Platine andauernd beschleunigt werden muß und nicht linear 
durchläuft.

@Bernd: Ääähm, guter Einwand :) Hab ich was beim Layout vegessen? Da 
sind keine 0,3er Löcher im Thermal. Klingt aber irgendwie recht logisch 
- wo haste das denn gelesen? Im Datenblatt finde ich darüber nichts...

Toni

von Toni (Gast)


Lesenswert?

Hab mich mal grad belesen.
Habe dazu auch einiges bei Herstellern gefunden.
Es wird zwar angedeutet das das IC dann auf das Pad gezogen wird aber 
eigentlich gehts in den PDFs eher um die thermische Abfuhr.
Ich denke aber auch das ich da einfach ein Layout-Fehler begangen habe 
:(
Dein Einwand ist an sich echt einleuchtend und ich bin gerade etwas 
geschockt...

Hier mal ein paar echt interessante PDFs die ich aus machen konnte.
Evtl. hilft es ja iiirgendwann jemanden weiter der das gleiche Problem 
hat:
http://www.freescale.com/files/rf_if/doc/app_note/AN3778.pdf
http://www.actel.com/documents/QFN_AN.pdf

So wie ich das nun verstanden habe:
- Vias durchkontaktiert mit D0,3mm
- Auf der anderen Seite an der Stelle dann aber mit Lötstoplack 
überzogen damit nicht zu viel Lötzinn weg fliesst
- Soldermask sollte wie in der Freescale PDF aussehen (ist auch bei mir 
so)

Sonst noch Ideen zu dem Problem?
Als her ;)   ...jetzt kann mich nichts mehr schocken

Toni

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


Lesenswert?

Bernd G. schrieb:
> Mal eine ganz blöde Frage - hast du die 0,3er Löcher im Thermal Pad
> vergessen, so dass sich das QFN nicht durch Kapillarwirkung an der
> Leiterplatte festsaugen kann?
> Dann schwimmt es nämlich wirklich weg.

Toni schrieb:
> Ich denke aber auch das ich da einfach ein Layout-Fehler begangen habe
> :(
> Dein Einwand ist an sich echt einleuchtend und ich bin gerade etwas
> geschockt...


Je nachdem, wie Du Dein Pag mit Paste bedruckst, hast Du möglicherweise 
zuviel Zinn unter dem Chip. Dem kannst Du ohne Layoutänderung begegnen, 
indem Du das Lotdepot verkleinerst, also von vollflächiger Füllung auf 
Teildruck gehst. Du verteilst also 4 kleine Quadrate mit 25% Deckung 
gleichmäßig auf das Pad.

von Bernd G. (Gast)


Lesenswert?

> - Auf der anderen Seite an der Stelle dann aber mit Lötstoplack
> überzogen damit nicht zu viel Lötzinn weg fliesst

Ich habe beides gemacht, also Lötstopp über Vias, aber auch auf der 
Rückseite verzinnte Vias. Ergebnis in beiden Fällen i.O. Wenn du nicht 
übermäßig viel Lotpaste aufträgst, fließt auch kein Lot weg.
Entgasungskanäle beim Pastendruck nicht vergessen (erst bei größeren 
Teilen notwendig).

von Toni (Gast)


Lesenswert?

Habe jetzt mal mit weniger Lot auf dem Thermal getestet und es sieht 
schon um einiges besser aus.
Wir werden nun erstmal die verfügbaren PCBs so löten, mache dann ne 
Layoutänderung mit dem Besprochenen.
Danke auf jeden Fall für den Tip!

Auch ganz gutes PDF für das Thema:
http://www.infineon.com/dgdl/Recommendations+for+Board+Assembly_VQFN.pdf?folderId=db3a3043163797a6011681c047ff1632&fileId=db3a30431936bc4b01197583633b17c9

Grüße Toni

von Jens M. (Gast)


Lesenswert?

Toni schrieb:
> Die Verschiebung kommt reproduzierbar vom Antrieb - ist halt blöd das
> die Platine andauernd beschleunigt werden muß und nicht linear
> durchläuft.

Danke erst einmal für die Literatur, sieht gut aus.

Das Problem ist wohl geklärt. Vermutlich löst der Antrieb die 
Verschiebung nur aus. Die Kräfte die das ganze verdrehen können 
Unterschiede in der Oberflächenspannung sein.

Daher empfehlen die Hersteller wohl den Pastendruck für das Thermalpad 
zu segmentieren. Das sorgt für definierte Kohäsion.

von Toni (Gast)


Lesenswert?

...bin nur geschockt das das bisher so an mir vorbei gegangen ist...
Naja, nu ists geklärt und da bin ich froh drum.

Den Pastendruck habe ich sogar segmentiert aber es fehlen einfach die 
Möglichkeiten das Lot welches zu viel auf dem Thermal ist weg zu führen.

Danke Bernd für den entscheidenden Tipp!
Toni

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.