Garantía del soporte de componentes a largo plazo para las huellas de SOIC existentes y PLCC con bajo número de pines
En la primera parte de nuestra exploración del rompecabezas de fabricación, repasamos la historia de cómo y por qué los montajes de semiconductores se alejaron del montaje de marcos de plomo clásicos. En resumen, esto requiere una costosa herramienta de corte y conformado, como PDIP, PLCC, PQUAD y PGA. El mercado ha avanzado hacia los montajes del tipo BGA (matriz de rejilla de bolas) y QFN (paquete cuadrado plano sin conductores) o DFN (paquete doble plano sin conductores) basados en sustratos. Aquí dirigimos nuestro enfoque hacia los montajes de QFN y DFN debido al menor nivel de complejidad y costo, pero tendrá un alto impacto en el futuro de los montajes de SOIC y PLCC con bajo número de pines.
¿Por qué el sector avanzó hacia los montajes de QFN y DFN con bajo número de pines y qué impacto tendrá en la obsolescencia de los componentes?
Antes exploramos por qué se están eliminando las tecnologías de marcos de plomo clásicos y cómo el mayor costo de ese tipo de montaje es la herramienta de corte y conformado. En el año 2000, los márgenes de ganancias de los montajes de marcos de plomo clásicos de mayor volumen se redujeron a un solo dígito, ya que se convirtieron en una especialidad que pocos fabricantes de semiconductores podían apoyar. Un paquete PLCC de un solo tamaño puede costar más de $300,000 solo por la herramienta de corte y conformado. Sin embargo, el volumen de estos paquetes alcanzó su punto álgido en la década de los noventa, cuando el costo del montaje era significativamente inferior en volúmenes más elevados e incluía la fijación de la matriz, la unión de los cables, el moldeado, el corte y el conformado.
Profundicemos en los detalles acerca de por qué los QFN tendrán sentido en el futuro. Si bien los montajes de QFN están basados en marcos de plomo, no necesitan la herramienta de corte y conformado. El marco de plomo de un QFN es una matriz X x Y (como una tableta de chocolate con cuadrados) donde las dimensiones de X e Y de los QFN individuales son flexibles. Las dimensiones de la herramienta de moldeo y las dimensiones del marco de plomo exterior son las mismas para muchas dimensiones de montajes de QFN finales. Las dimensiones comunes de los montajes de QFN individuales son 3x3 mm, 4x4 mm, 5x5 mm y muchos otros tamaños. Los marcos de plomo de los QFN y DFN se moldean todos a la vez y, luego, se cortan para formar los conjuntos de QFN individuales. Las dimensiones de los montajes de DFN son más variadas, pero siempre con un número más bajo de pines en comparación con los QFN. La herramienta de moldeo puede ser la misma para la mayoría de las dimensiones tanto de los QFN como de los DFN.
Después de la operación de corte, el montaje está prácticamente terminado. El resultado es un montaje de QFN/DFN moldeado que no requiere ninguna operación de corte y conformado costosa; solo necesita una herramienta de moldeo para tamaños diferentes de QFN/DFN. El rendimiento es mucho más rápido sin las operaciones de corte y conformado. Sin la operación de corte y conformado, el rendimiento del montaje de QFN/DFN es superior al de los paquetes con un número de pines equivalente que necesitan corte y conformado. La reducción del espacio físico, un rendimiento más rápido y una mayor producción suponen la obsolescencia definitiva de los montajes de marcos de plomo clásicos que requieren operaciones de corte y conformado.
Los QFN/DFN provocarán la desaparición de los montajes de marco de plomo con un número de pines equivalente que necesiten operaciones de corte y conformado. Esto ya ha ocurrido con los DIP clásicos. Aunque no son tan caros para las operaciones de corte y conformado, los DIP existen desde hace más de 50 años y la tecnología de montaje de orificios pasantes ya no impulsa un gran volumen. Se podría argumentar que los DIP ya se han sustituido con los paquetes de SOIC; sin embargo, no es así para los plazos de soporte que requieren sistemas de ciclo de vida prolongado.
Los paquetes de SOIC acabarán siendo sustituidos por montajes del tipo QFN y DFN. Ya hemos visto tanto escasez de conjuntos de SOIC como la obsolescencia total de la versión de SOIC de un producto mientras se mantiene activa la versión de QFN. Si examina cualquier pieza lógica común que se ofrece en la actualidad, verá que normalmente se venden en versiones de QFN y SOIC en conjunto. Estas requieren diferentes disposiciones de las placas, dado que los conjuntos de QFN se ofrecen en las dimensiones de QFN cuadrados clásicos mencionadas anteriormente. En Rochester, creemos que brindar la flexibilidad para mantener las disposiciones de las placas de los SOIC existentes para la señal y ofrecer el montaje de QFN es el mejor camino a seguir a fin de respaldar los sistemas de ciclo de vida prolongado.
Cuando se necesitan uniones soldadas de mayor fiabilidad en la placa de circuito, se emplea la tecnología de “flanco humectable”. Un QFN típico solo tiene soldadura en la parte inferior de los conductores, lo que deja cobre expuesto en los lados del paquete. Esto dificulta la inspección de las uniones soldadas al paquete. El “flanco humectable” permite al fabricante de QFN/DFN revestir con soldadura el lado del marco de plomo que queda expuesto. De este modo, se cubre una parte o la totalidad del cobre expuesto y, al mismo tiempo, se dispone de una mayor superficie para inspeccionar las uniones soldadas después del montaje. El flanco humectable suele causar un mayor procesamiento de montaje y un aumento del costo de fabricación.
Actualmente, Rochester Electronics ofrece a los clientes huellas de QFN compatibles con las huellas de SOIC o PLCC de bajo número de pines existentes. Esto se puede lograr con una simple modificación de la placa para el área de la paleta debajo del QFN. La modificación de la placa es necesaria para la equivalencia de los SOIC en entornos de golpes y vibraciones. A menos que la paleta del QFN esté soldada, los montajes de marco de plomo cortados y conformados funcionarán mejor en estos entornos en comparación con los QFN.
Rochester Electronics se anticipó a estas tendencias del mercado y ha invertido en montajes de QFN/DFN. Ofrecemos los montajes de QFN cuadrados clásicos que se producen actualmente en serie, pero también la flexibilidad que buscan las empresas de sistemas a largo plazo cuando migran desde otros montajes y ofrecemos además montajes de QFN no cuadrados con compatibilidad de huella y pequeños cambios en la placa. Rochester resuelve otra parte del rompecabezas de la obsolescencia para nuestros clientes de todo el mundo.
Como fabricante de semiconductores con licencia, Rochester ha producido más de 20,000 tipos de dispositivos. Con más de 12,000 millones de matrices en su inventario, Rochester tiene la capacidad de fabricar más de 70,000 tipos de dispositivos.
Durante 40 años, en colaboración con más de 70 fabricantes líderes de semiconductores, Rochester ha proporcionado a nuestros valiosos clientes una fuente continua de semiconductores críticos.
Rochester ofrece una amplia gama de capacidades de montaje interno con entrega inmediata. Contamos con más de 240,000 pies cuadrados destinados a los servicios de ensamblaje y más de 100,000 pies cuadrados centrados en el montaje de plásticos y el acabado de plomo. Ofrecemos una gran variedad de opciones de envases de plástico:
- Equipos automatizados de corte, troquelado y unión de cables
- Equipo completo de moldeo automático y semiautomático
- Espacio de fabricación flexible que admite diversos volúmenes
- Opciones de marco de plomo, incluidas el diseño y la replicación, el prechapado y la galvanoplastia por puntos
- Inspección en línea automatizada
- Unión de esfera de oro o unión de esfera de cobre
- Fijación de la matriz epóxica
- Soluciones de montaje personalizadas
- Servicios de calificación disponibles
Réplicas de paquetes, marcos de plomo y sustratos
- Capacidad para reintroducir la mayoría de las tecnologías de paquetes
- Acabados de plomo ROHS/SnPb disponibles
- JEDEC y contornos personalizados de paquetes
- Servicios de diseño de sustratos y marcos de plomo disponibles
- Servicios de calificación disponibles
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