Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATTiny841 VQFN-20 BottomPad


von Mini C. (minicomp)


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Ich will mich demnächst an die VQFN-Variante des ATTiny841 mittels 
Preheater und Heißluft wagen.
Meine Frage betrifft das BottomPad.
Im Datenblatt steht "Bottom pad should be soldered to ground".
Also man sollte, aber nicht muss.

Warum sollte man es verlöten bzw wozu dient es vornehmlich, da doch ein 
GND-Pin vorhanden ist?
Ich selbst vermute das es zur mechanischen Stabilisierung oder zur 
besseren Wärmeabfuhr dienen könnte aufgrund der Größe.
Liege ich mit einer oder gar beiden meiner Vermutungen richtig oder gibt 
es weitere Gründe für das Pad?
Weiter noch wäre es Vorteilhaft im Footprint für das BottomPad ein Via 
vorzusehen um es ggf besser oder nachträglich verlöten zu können?

von Georg M. (g_m)


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Aus einem anderen Datenblatt:

--Special Consideration for Packages with Center Pad--
Flat packages often come with an exposed pad located on the bottom, 
often referred to as the center pad or the thermal pad. This pad is not 
electrically connected to the internal circuit of the chip but 
mechanically bonded to the internal substrate. It serves as a thermal 
heat sink and provides added mechanical stability. This pad must be 
connected to GND since the ground plane is the best heat sink (largest 
copper area) of the printed circuit board (PCB).

https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/MCU08/ProductDocuments/DataSheets/AVR32EA28-32-48-DataSheet-DS40002497.pdf

von Mini C. (minicomp)


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Danke, dann waren meine Annahmen richtig.

Beim ATTiny besteht in diesem Fall auch eine elektrische Verbindung von 
Pad zu GND.

von Harald A. (embedded)


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Wenn Du Dich fragst, ob das Pad unbedingt angelötet werden muss, liegt 
dem vermutlich eine nicht optimale Löttechnik zugrunde. Du brauchst - 
neben etwas Erfahrung - eigentlich nur ein paar einfache Kniffe, um es 
richtig zu machen. Die Gerätschaften scheinst Du ja schon zu haben. 
Einmal gelernt lötest Du einen QFN ein wie nichts. Wenn Du mehr wissen 
willst wird Dir hier sicher geholfen.

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Ein Wärmeproblem wirst Du beim ATtiny nicht bekommen. Es geht wohl nur 
um die Zuverlässigkeit der Lötstellen, weil ja die Pins nicht mehr 
flexibel sind, wie bei SOIC.
Da ich keinerlei Platzprobleme habe, bevorzuge ich die SOIC-Bauform.

von Mini C. (minicomp)


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Platzprobleme sind relativ ;)
Die SOIC-Variante verwende ich bisher auch.
Müssen müsste ich sie auch nicht verwenden, aber es reizt mich es 
einfach mal zu versuchen.

von Wulf D. (holler)


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Ich habe neulich einen ATTiny1627 in QFN verlötet. Wäre auch nicht 
unbedingt nötig gewesen, aber meine Motivation ähnlich wie bei dir, 
einfach mal sehen was per Hand noch geht.

Ich hatte mich an dem Thread orientiert:
Beitrag "Kann man VQFN mit Heißluft handlöten?"

Hat auch auf Anhieb geklappt. Hatte eine Platine in erstklassiger 
Qualität von Aisler.
Unter das Bottom-Pad hatte ich nach der Empfehlung in dem Thread eine 
sehr große GND-Via gesetzt, um die hinterher mit Lot zu füllen.

An das eigentliche Löten hatte ich mich rangetastet. Wahrscheinlich kann 
man das ein- oder andere vereinfachen. Wichtig ist ein passendes 
Flußmittel in Gel-Konsistenz. Habe mir Amtech FLUX NC-559-ASM in einer 
10ml Kanüle besorgt. Man benötigt nur winzigste Mengen.

In Stichpunkten:

- PCB-Pad des QNF leicht mit dem Flux benetzen und verzinnen.
- uC leicht benetzen und seitlichen Kontaktflächen verzinnen.
- nochmal leicht Flux auf das Pad.
- PCB auf die Wärmeplatte und vorheizen: ich weiß nicht ob das wirklich 
nötig ist.
- uC aufsetzen und senkrecht von oben mit einem Steinel-Fön mit 
digitaler Temperaturvorwahl und kleiner Düse bei ca 350°C geheizt: nach 
kurzer Zeit sieht man wie das Zinn fliesst und der Chip sich ausrichtet.
- kurz mit der Pinzette leichten Druck auf den Chip gegeben, ohne den zu 
bewegen.

Nach der Prozedur war der Chip sauber auf der PCB, aber nicht alle Pins 
hatten Kontakt, wie man mit der Lupe sehen konnte. Mit dem 
Ersa-Lötkolben nachgearbeitet:
- etwas Flux auf die nicht komplett gelötete Bauteilseite
- Mit dem Lötkolben kurz abgestrichen: das Flux verhindert Brücken.

Auf der Rückseite das große via mit dem Lötkolben gefüllt.
Zum Schluß mit Spiritus die Flux-Reste weggewischt.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Wulf D. schrieb:
> - PCB auf die Wärmeplatte und vorheizen: ich weiß nicht ob das wirklich
> nötig ist.

Ja, das ist wichtig. Ohne Vorheizen dauert es mit dem Weller HAP1 ewig 
bis das Lot unter dem Centerpad schmilzt. Das ist lästig und stresst den 
IC.

> Nach der Prozedur war der Chip sauber auf der PCB, aber nicht alle Pins
> hatten Kontakt, wie man mit der Lupe sehen konnte.

Ich prüfe das auch elektrisch indem ich die Schleusenspannungen der 
Schutzdioden an den I/O-Pins gegen Vdd und Masse mit dem Diodentester 
messe.

Grüßle,
Volker

: Bearbeitet durch User
von Wulf D. (holler)


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Guter Tipp mit der Messung Vdd/GND. Man lernt immer was dazu.
Gruß Wulf

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Mini C. schrieb:
> Also man sollte, aber nicht muss.

"should" ist im Englischen etwas verbindlicher als das deutsche 
"sollte".

Nichtsdestotrotz hatte auch Atmel selbst sich seinerzeit mal nicht an 
diese "Empfehlung" gehalten: der ATmega169 auf dem AVR Butterfly hatte 
kein verlötetes Pad.

von H. H. (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Ein Wärmeproblem wirst Du beim ATtiny nicht bekommen.

Wenn man die Ausgänge alle maximal belastet kann das schon vorkommen.

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