¿Los QFN realmente necesitan esa almohadilla térmica?

A menudo, un chip estará disponible en varios paquetes diferentes. A veces, QFN, que tiene una almohadilla térmica, y TQFP, que no tiene almohadilla térmica. La justificación de la almohadilla térmica es que ayuda a conducir el calor lejos del CI. Si este fuera el caso, ¿por qué el TQFP no necesita la almohadilla térmica?

La razón por la que gimo es que la almohadilla térmica se interpone en el camino del diseño. Las pistas y las vías no se pueden colocar debajo del dispositivo (excepto en algunos casos ), lo que dificulta el despliegue en PCBs confinados en el espacio.

¿La almohadilla térmica es tradicional o hay una buena razón por la que no estoy al tanto?

La respuesta es que depende". Además, me gustaría señalar que hay TQFP con almohadillas térmicas, por lo que este no es un problema de QFN vs TQFP. Es un problema de Pad o No Pad.

Pro:

1. Es más fácil enfriar un chip con una almohadilla térmica. Algunas partes lo necesitan absolutamente, mientras que otras partes pueden tener un rango extendido de temperatura ambiente con una almohadilla.
2. Algunas partes no necesitan enfriamiento, pero use la almohadilla "térmica" como una conexión de muy baja impedancia a GND. Esto permite un menor ruido y EMI.
3. Los QFN tienen una inductancia de plomo más baja y generalmente son más pequeños que el TQFP anclado equivalente. Esto mejora la integridad de la señal y disminuye la EMI.

Contras:

1. Hace que la soldadura manual sea mucho más difícil. No es tan malo como un BGA, pero seguramente necesitará una estación de soldadura de aire caliente y posiblemente un dispositivo de precalentamiento para las piezas más grandes.
2. Hace que el enrutamiento de PCB sea más difícil, especialmente en PCB de 2 capas.

Personalmente, siempre elegiría una almohadilla térmica sobre ninguna almohadilla, y siempre una QFN sobre TQFP. Por supuesto, la mayoría de mis PCB son placas de 6 u 8 capas con trazas de 4 mil, por lo que el enrutamiento y el despliegue generalmente no son un gran problema. La refrigeración suele ser un problema para mí. Me beneficio de los QFN más pequeños. Y la mejor integridad de señal y menor EMI es una gran ventaja para mí.

¡El otro beneficio adicional es que nadie me pide que reelabore un QFN! :)

David ya dijo que también hay QFP con almohadillas térmicas, como este PQFP-208:

En algunos dispositivos, ayuda a enfriar el dispositivo, aunque tendrá que tomar medidas adicionales. Necesitará muchas vías llenas para transferir el calor a un plano de tierra interno. Además, la mayoría de los fabricantes recomiendan no usar una almohadilla central completa, ya que demasiada soldadura puede levantar el CI, de modo que las clavijas en el borde pueden no hacer contacto con la pasta de soldadura.

En cambio, se sugiere una plantilla estampada, como esta:

o

Tenga en cuenta que esto es solo para la plantilla, no para la almohadilla.

En los circuitos integrados de baja potencia que no necesitan refrigeración, a veces pienso que la almohadilla térmica está ahí para molestarnos. En la mayoría de los casos, deberá conectar la almohadilla a tierra.