Langfristiger Komponenten-Support für SOIC-Footprints und PLCC mit geringer Pinzahl
Im Rahmen der Erforschung des Fertigungspuzzles haben wir uns auch damit befasst, wie und warum sich die Halbleitermontage von der klassischen Leadframe-Montage verabschiedet hat. Als Erinnerung: Diese Art der Montage erfordert teure Zuschnitt- und Formgebungswerkzeuge, wie zum Beispiel PDIP, PLCC, PQUAD und PGA. Und der Markt hat sich auf Montagearten wie BGA (Ball Grid Array) und QFN (Quad Flat No-lead Package) oder DFN (Dual Flat No-lead Package) umorientiert. Jetzt richten wir unseren Fokus auf QFN- und DFN-Montagen, die weniger komplex und kostengünstiger sind, aber große Auswirkungen auf die Zukunft der SOIC- und PLCC-Montagen mit geringer Pinzahl haben.
Warum hat sich die Branche zu QFN- und DFN-Montagen mit niedriger Pinzahl bewegt und welche Auswirkungen wird das auf die Obsoleszenz von Komponenten haben?
Wir haben bereits erklärt, warum klassische Leadframe-Technologien zunehmend verschwinden und dass die hohen Kosten vor allem durch Zuschnitt- und Formgebungswerkzeuge verursacht werden. Das heißt, die Gewinnmargen der hochvolumigen klassischen Leadframe-Montage gerieten unter Druck und wurden etwa um das Jahr 2000 einstellig, da nur noch wenige Halbleiterhersteller diese spezielle Montage nachfragten. Allein die Zuschnitt- und Formgebungswerkzeuge eines PLCC-Gehäuse können mehr als 300.000 US-Dollar kosten. Diese Gehäuse hatten ihren Höhepunkt in den 1990er Jahren, als die Montagekosten, einschließlich Die-Attach, Drahtbonding, Guss, Schnitt und Formgebung, aufgrund der hohen Volumen erheblich geringer waren.
Sehen wir uns jetzt genauer an, warum QFN-Verfahren in der Zukunft die besseren Aussichten haben. QFN-Montagen basieren auf Leadframes und erfordern weder Zuschnitt- noch Formgebungswerkzeuge. Der Leadframe für ein QFN ist eine X-x-Y-Matrix wie eine Schokoladentafel, wobei die X- und Y-Abmessungen der einzelnen QFNs flexibel sind. Die Abmessungen der QFN-Montagen, die äußeren Abmessungen des Leadframes sowie die Abmessungen vieler Gusswerkzeuge sind gleich. Die gängigen Abmessungen einzelner QFN-Montagen sind 3x3 mm, 4x4 mm, 5x5 mm. Zudem gibt es viele andere Größen. QFN- und DFN-Leadframes werden alle gleichzeitig gegossen und dann auf die Form der einzelnen QFN-Montagen zurechtgesägt. Die Abmessungen der DFN-Montagen sind variabler, haben aber durchweg weniger Pins als QFN. Bei den meisten Abmessungen sowohl der QFN als auch der DFN können die gleichen Gusswerkzeuge verwendet werden.
Nach dem Sägevorgang ist die Montage fast fertig. Das Ergebnis ist eine gegossene QFN-/DFN-Montage ohne teure Zuschnitt- und Formgebungsverfahren. Für die verschiedenen QFN-/DFN-Größen wird nur ein Gusswerkzeug benötigt. Ohne Zuschnitt- und Formgebungsverfahren ist der Durchsatz auch viel schneller. Der Ertrag einer QFN-/DFN-Montage ohne Zuschnitt- und Formgebungsverfahren ist höher als bei Gehäusen mit derselben Pinzahl, die Zuschnitt und Formgebung erfordern. Weniger physischer Platz, schnellerer Durchsatz und höherer Ertrag verdammen die klassischen Leadframe-Montage, die Zuschnitt- und Formgebungsverfahren benötigen, zur Obsoleszenz.
QFN/DFN führen also zum Untergang der Leadframe-Gehäuse mit äquivalenter Pinzahl, die auf Zuschnitt und Formgebung angewiesen sind. Das ist bei den klassischen DIP-Gehäusen bereits geschehen. Dank der weniger teuren Zuschnitt- und Formgebungsverfahren gibt es die DIP seit mehr als 50 Jahren und die Technologie der Durchsteckmontage ist nicht mehr entscheidend für das Volumen. Man könnte sagen, dass die DIP-Gehäuse bereits durch SOIC-Pakete ersetzt wurden, das gilt jedoch nicht für die Supportfristen von langlebigen Systemen.
SOIC-Pakete werden letzten Endes durch QFN- und DFN-Montagen ersetzt werden. Wir verzeichnen bereits Knappheiten bei SOIC-Montageprodukten und die Einstellung der SOIC-Versionen eines Produkts, während die QFN-Version weiterhin aktiv ist. Wenn Sie sich das Angebot der Logikteile heute ansehen, werden Sie feststellen, dass in der Regel beide Versionen, QFN und SOIC, gleichzeitig angeboten werden. Diese Versionen benötigen ein unterschiedliches Platinen-Layout, weil die QFN-Montagen wie zuvor erwähnt in klassischen QFN-Abmessungen angeboten werden. Rochester hält es für den besten Weg, flexibel zu bleiben. Das bedeutet, die vorhandenen SOIC-Platinen-Layouts für Signalkomponenten beizubehalten und gleichzeitig QFN-Montagen anzubieten, um einen langen Lebenszyklus zu unterstützen.
Wenn auf der Leiterplatte hochzuverlässige Lötverbindungen erforderlich sind, wird die Wettable-Flank-Technologie angewandt. Ein typisches QFN hat nur an der Unterseite der Anschlüsse Lötstellen, während das Kupfer an den Seiten des Gehäuses freiliegt. Das erschwert die Inspektion der Lötverbindung am Gehäuse. Mit der Wettable-Flank-Technologie können QFN-/DFN-Hersteller an der Seite des freiliegenden Leadframes auf der Platte löten. Das ermöglicht es, das gesamte oder bestimmte freiliegende Kupferteile abzudecken, und bietet zugleich mehr Oberfläche für die Inspektion der Lötverbindung nach der Montage. Die Wettable-Flank-Technologie verursacht in der Regel mehr Bearbeitungsvorgänge und erhöht die Herstellungskosten.
Rochester bietet den Kunden heute QFN-Footprints an, die mit vorhandenen SOIC oder PLCC mit niedriger Pinzahl kompatibel sind. Das wird durch eine einfache Platinenmodifikation für den Paddle-Bereich unter dem QFN möglich. Die Modifikation der Platine ist für die Entsprechung von SOIC in Schlag- und Schwingungsumgebungen erforderlich. Solange die QFN-Paddles nicht verlötet sind, bieten die zugeschnittenen und geformten Leadframe-Montagen in diesen Umgebungen im Vergleich zu den QFN weiterhin eine höhere Leistung.
Rochester hat diese Markttrends antizipiert und in QFN-/DFN-Montagen investiert. Wir bieten heute die klassischen quadratischen QFN-Montagen in Massenproduktion, aber auch die Flexibilität, die sich Unternehmen mit langlebigen System wünschen, wenn sie von anderen Montagearten migrieren. Denn wir bieten auch nicht-quadratische QFN-Montagen mit der entsprechenden Kompatibilität und nur geringfügigen Plattenmodifikationen an. Rochester hat damit ein weiteres Puzzleteil für die Lösung des Veralterungsproblems unserer Kunden weltweit gefunden. 
Als lizenzierter Hersteller von Halbleitern hat Rochester über 20.000 Produkte hergestellt. Mit einem Lagerbestand von mehr als 12 Milliarden Chips hat Rochester Kapazitäten für die Herstellung von mehr als 70.000 Produkten.
Seit mehr als 40 Jahren stellt Rochester in Zusammenarbeit mit über 70 führenden Halbleiterherstellern seinen geschätzten Kunden eine kontinuierliche Quelle wichtiger Halbleiter zur Verfügung.
Dank eines breite Spektrums an internen Montagekapazitäten kann Rochester schnell liefern. Mehr als 240.000 Quadratfuß stehen speziell für die Montagedienstleistungen zur Verfügung und mehr als 100.000
Quadratfuß werden für Kunststoff-Montage und Drahtoberflächen genutzt. Wir bieten ein breites Spektrum an Optionen für Kunststoffgehäuse an:
- Automatisierte Ausrüstung für Sägen, Die-Attach und Drahtbonding.
- Vollautomatisierte und halbautomatisierte Gusstechnik.
- Flexible Fertigungsanlagen für verschiedenste Mengen.
- Leadframe-Montagen, einschließlich Design/Replikation, Vor- und Punktplattierung.
- Automatisierte Inline-Inspektion.
- Goldkugel- oder Kupferkugel-Bonding.
- Epoxyd-Die-Attach.
- Kundenspezifische Montagelösungen.
- Paket-, Substrat- und Leadframe-Replikation
- Kapazitäten für die Wiedereinführung der meisten Gehäusetechnologien.
- ROHS/SnPb-Drahtoberflächen erhältlich.
- JEDEC- und kundenspezifische Gehäusekonturen.
- Substrat- und Leadframe-Designdienstleistungen.
- Qualifizierungsdienstleistungen.
Möchten Sie mehr erfahren? Kontaktieren Sie uns noch heute.
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