典型封装的电机驱动器 IC,PCB如何布局?

Excelpoint世健 2017-12-03 06:50 次阅读

 

前情提要

在本文上篇文章中,就使用电机驱动器 IC 设计PCB板提供了一些一般性建议,要求对 PCB 进行精心的布局以实现适当性能。

在本文下篇中,将针对使用典型封装的电机驱动器 IC,提供一些具体的 PCB 布局建议。

❂  引线封装布局

1

SOT-23 和 SOIC 封装

图 6

标准的引线封装(如 SOIC 和 SOT-23 封装)通常用于低功率电机驱动器中(图 6)。

为了充分提高引线封装的功耗能力,MPS公司采用“倒装芯片引线框架”结构(图 7)。在不使用接合线的情况下,使用铜凸点和焊料将芯片粘接至金属引线,从而可通过引线将热量从芯片传导至 PCB。

图 72

倒装芯片引线框架结构有助于充分提高引线封装的功耗能力。

通过将较大的铜区域连接至承载较大电流的引线,可优化热性能。在电机驱动器 IC 上,通常电源、接地和输出引脚均连接至铜区域。

图 8 所示为“倒装芯片引线框架”SOIC 封装的典型 PCB 布局。引脚 2 为器件电源引脚。请注意,铜区域置于顶层器件的附近,同时几个热通孔将该区域连接至 PCB 背面的铜层。引脚 4 为接地引脚,并连接至表层的接地覆铜区。引脚 3(器件输出)也被路由至较大的铜区域。

图 8: 倒装芯片 SOIC PCB 布局

Note:

请注意,SMT 板上没有热风焊盘;它们牢牢地连接至铜区域。这对实现良好的热性能至关重要。

2

QFN 和 TSSOP 封装

TSSOP 封装为长方形,并使用两排引脚。电机驱动器 IC 的 TSSOP 封装通常在封装底部带有一个较大的外露板,用于排除器件中的热量(图9

图 9

TSSOP 封装通常在底部带有一个较大的外露板,用于排除热量。

QFN 封装为无引线封装,在器件外缘周围带有板,器件底部中央还带有一个更大的板(图 10)。这个更大的板用于吸收芯片中的热量。

图 10

为排除这些封装中的热量,外露板必须进行良好的焊接。外露板通常为接地电位,因此可以接入 PCB 接地层。

在理想情况下,热通孔直接位于板区域。在图11的 TSSOP 封装的示例中,采用了一个 18 通孔阵列,钻孔直径为 0.38 mm。该通孔阵列的计算热阻约为 7.7°C/W。

图 11:采用了一个 18 热通孔阵列的 TSSOP 封装 PCB 布局

通常,这些热通孔使用 0.4 mm 及更小的钻孔直径,以防止出现渗锡。如果 SMT 工艺要求使用更小的孔径,则应增加孔数,以尽可能保持较低的整体热阻。

除了位于板区域的通孔,IC 主体外部区域也设有热通孔。在 TSSOP 封装中,铜区域可延伸至封装末端之外,这为器件中的热量穿过顶部的铜层提供了另一种途径。

QFN 器件封装边缘四周的板避免在顶部使用铜层吸收热量。必须使用热通孔将热量驱散至内层或 PCB 的底层。

图 12:采用9个热通孔的 QFN 封装 PCB 布局

图 12 中的 PCB 布局所示为一个小型的 QFN (4 × 4 mm) 器件。在外露板区域中,只容纳了九个热通孔。因此,该 PCB 的热性能不及图 11 中所示的 TSSOP 封装。

3

倒装芯片 QFN 封装

倒装芯片 QFN (FCQFN) 封装与常规的 QFN 封装类似,但其芯片采取倒装的方式直接连接至器件底部的板上,而不是使用接合线连接至封装板上。这些板可以置于芯片上的发热功率器件的反面,因此它们通常以长条状而不是小板状布置(图13

图 13

这些封装在芯片的表面采用了多排铜凸点粘接至引线框架(图 14

图 14: FCQFN 封装在芯片的表面采用了多排铜凸点粘接至引线框架

小通孔可置于板区域内,类似于常规 QFN 封装。在带有电源和接地层的多层板上,通孔可直接将这些板连接至各层。在其他情况下,铜区域必须直接连接至板,以便将 IC 中的热量吸入较大的铜区域中。

 15 所示为 MPS 公司的功率级 IC---MP6540 产品的 PCB 布局。该器件具有较长的电源和接地板,以及三个输出口。请注意,该封装只有 4 × 4 mm 大小。

图 15: MPS公司的MP6540 产品---FCQFN封装IC的 PCB 布局

器件左侧的铜区域为功率输入口。这个较大的铜区域直接连接至器件的两个电源板。

三个输出板连接至器件右侧的铜区域。注意铜区域在退出板之后尽可能地扩展。这样可以充分将热量从板传递到环境空气中。

同时,注意器件右侧两个板中的数排小通孔。这些板均进行了接地,且 PCB 背面放置了一个实心接地层。这些通孔的直径为 0.46 mm,钻孔直径为 0.25 mm。通孔足够小,适合置于板区域内。

综上所述,为了使用电机驱动器 IC 实施成功的 PCB 设计,必须对 PCB 进行精心的布局。因此,本文提供了一些实用性的建议,以期望可以帮助 PCB 设计人员实现PCB板良好的电气和热性能。

原文转自MPS芯源系统

 


Excelpoint世健 技术专区

原文标题:【世说设计】电机驱动器 PCB 布局准则---下篇

文章出处:【微信号:Excelpoint_CN,微信公众号:Excelpoint世健】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

台湾FPC智造联盟成立 以技术领先维持台湾软板产业竞争力

在我国台湾“经济部工业局”支持下,卷轴式微细线宽双层软印刷电路板智慧制造技术联盟1月17日在台湾电路....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-19 09:33 次阅读 0条评论
台湾FPC智造联盟成立 以技术领先维持台湾软板产业竞争力

简单分析PCB孔无铜以及改善方法

孔无铜属于pcb功能性问题,随着科技的发展PCB精度(纵横比)要求亦越来越来高,它不但给PCB制造者....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-19 08:40 次阅读 0条评论
简单分析PCB孔无铜以及改善方法

陆厂豪掷重金攻OLED不手软 台厂迂回经营驱动IC封测及材料

随着苹果iPhone X采用OLED面板后,全球中小尺寸掀起OLED热潮,在TFT-LCD阵营引颈期....

发表于 01-19 07:48 次阅读 0条评论
陆厂豪掷重金攻OLED不手软 台厂迂回经营驱动IC封测及材料

深度解析PCB喷锡与PCB化锡的区别

PCB喷锡板的成本相对低一点,因为它只是在焊盘上面PCB喷锡,而镀锡是包括线路也有锡。 PCB....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-18 18:18 次阅读 0条评论
深度解析PCB喷锡与PCB化锡的区别

PCB组成系统时各板之间的地线的连接方法解析

各个PCB板子相互连接之间的信号或电源在动作时,例如A板子有电源或信号送到B板子,一定会有等量的电流....

的头像 贸泽电子设计圈 发表于 01-18 17:54 次阅读 0条评论
PCB组成系统时各板之间的地线的连接方法解析

剖析减小电磁干扰的PCB设计原则

由于电路板集成度和信号频率随着电子技术的发展越来越高,不可避免的要带来电磁干扰,所以在设计PCB时应....

发表于 01-18 16:47 次阅读 0条评论
剖析减小电磁干扰的PCB设计原则

中国IC产业需要再定位:未雨绸缪,用创新的视角提供解决方案

中国IC产业需要再定位:未雨绸缪,放眼应用端,用创新的视角提供解决方案 近日,在昆山市半导体产业发展....

发表于 01-18 16:44 次阅读 0条评论
中国IC产业需要再定位:未雨绸缪,用创新的视角提供解决方案

中国已经具备快速发展PCB产业的所有条件 有望成为全球PCB行业的主场

PCB(印刷线路板)是电子元器件的支撑体和电气连接载体,全球PCB产业产值占电子元件产业总产值的1/....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-18 08:37 次阅读 0条评论
中国已经具备快速发展PCB产业的所有条件 有望成为全球PCB行业的主场

5G将助力PCB行业进一步发展,繁荣PCB市场

随着通讯代际升级步伐不断加速,4G进入后周期,5G将助力PCB行业进一步发展,繁荣PCB市场。

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 01-18 08:34 次阅读 0条评论
5G将助力PCB行业进一步发展,繁荣PCB市场

对于硬件电路的设计过程的详细剖析

1)总体思路。设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老....

的头像 至秦单片机 发表于 01-17 15:09 次阅读 0条评论
对于硬件电路的设计过程的详细剖析

在高速(>100MHz)高密度PCB设计时需要注意串扰的几个方面

在设计高速高密度PCB时,串扰(crosstalk interference)确实是要特别注意的,因....

的头像 贸泽电子设计圈 发表于 01-17 15:04 次阅读 0条评论
在高速(>100MHz)高密度PCB设计时需要注意串扰的几个方面

在不同的PCB设计平台文件转SIGRITY平台方法的详细解析

不同的PCB平台间的数据转换后总有不完美的地方,这是由于平台数据的保密性、商业考虑、PCB设计规范性....

的头像 EDA365 发表于 01-17 11:52 次阅读 0条评论
在不同的PCB设计平台文件转SIGRITY平台方法的详细解析

8英寸晶圆代工价格今年第一季预计调涨5~10%

2017年上半年8英寸晶圆厂整体的需求较平缓。随着第三季旺季需求显现,加上8英寸晶圆代工短期难再大幅....

的头像 半导体行业观察 发表于 01-16 15:54 次阅读 0条评论
8英寸晶圆代工价格今年第一季预计调涨5~10%

iPhone X导入OLED面板,韩系、日系、陆系厂商在OLED面板布局

苹果(Apple)iPhone X导入中小尺寸OLED面板,韩系、日系、陆系厂商持续强化在OLED面....

发表于 01-16 14:56 次阅读 0条评论
iPhone X导入OLED面板,韩系、日系、陆系厂商在OLED面板布局

MLCC缺货不断,零电容驱动IC方案受众,预估出货量大涨30%

1.风潮:台湾华新科电阻22日起调涨10~15%; 集微网消息,华新科芯片电阻加入涨价行列,该公司昨....

发表于 01-16 09:06 次阅读 0条评论
MLCC缺货不断,零电容驱动IC方案受众,预估出货量大涨30%

中低端IT面板用驱动IC供应吃紧,面板出货恐受牵连

集微网消息,随着物联网、车用电子以及智慧家居等需求兴起,带动电源管理与微控制器等芯片用量攀升,已经开....

发表于 01-15 16:03 次阅读 0条评论
中低端IT面板用驱动IC供应吃紧,面板出货恐受牵连

量子计算的竞争格局在2018年继续升温

2018年初,量子计算的竞争格局继续升温。但当下的量子计算格局就像是50年前的半导体芯片行业。

的头像 半导体行业观察 发表于 01-15 14:23 次阅读 0条评论
量子计算的竞争格局在2018年继续升温

鼎新携手研华及多家系统集成商共组PCB A Team

数码技术的出现,已经彻底革新这个世界。第三波数码革命正在来临。鼎新携手研华及多家系统集成商共组PCB....

发表于 01-15 11:01 次阅读 0条评论
鼎新携手研华及多家系统集成商共组PCB A Team

如何利用温度传感器轻松解决-55至200ºC温度感测难题

自集成电路出现以来,IC温度传感器一直是设备设计的一部分。设计人员想尽办法减少温度对芯片系统的影响,....

的头像 传感器技术 发表于 01-14 10:29 次阅读 0条评论
如何利用温度传感器轻松解决-55至200ºC温度感测难题

滤波电容大小选取与pcb摆放顺序

滤波电容在电路中的符号一般用“C“表示,电容量应根据负载电阻和输出电流大小来确定。当滤波电容达到一定....

发表于 01-14 09:53 次阅读 0条评论
滤波电容大小选取与pcb摆放顺序