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带你了解霍尔元件的QFN封装优势

发布人：wxhxkj01 时间：2021-09-01 来源：工程师

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说到封装，霍尔元件有很多形式，主流的霍尔元件封装就是插件、贴片、和QFN，通常而言芯片产业链可分为三个大的领域：电路设计、晶圆制造和芯片封装测试，芯片封装测试属于产业链中的后端流程。按照电子产品终端厂对封装好芯片的组装上板方式，芯片封装形式可以分为通孔式封装和贴片式封装。而其中贴片式封装类型中有一种封装形式特别受市场欢迎，那就是QFN封装。

QFN是日本电子机械工业协会定义的名称，取英文Quad Flat No-lead Package的首字母简写，中文全称叫方形扁平无引脚封装；DFN(Dual Flat No-lead Package)封装属于QFN封装的延伸封装。DFN封装的管脚分布在封装体两边且整体外观为矩形，而QFN封装的管脚分布在封装体四边且整体外观为方形。

为什么QFN封装会在芯片市场上受欢迎、被众多芯片设计公司选用呢？我们可以从下面三个角度进行简单说明：物理方面、品质方面、性价比。

（1）物理方面：体积小、重量轻

现在的电子产品有个明显趋势是持续向体积更小、重量更轻的方向发展，其中芯片的封装体积，也基本体现了芯片的重量。以输入输出(I/O)脚数为24脚举例，将传统的DIP(Dual inline package)、SOP(Small outline package)和QFN做个粗略的对比：

在传统封装里面，不论是芯片封装面积还是最终的芯片重量QFN封装都具有很大的竞争优势。

实际上从封装效率(芯片面积与封装面积之比值趋向1为高效率)看，传统的DIP封装效率只有0.05~0.1非常低，SOP封装效率为0.1~0.2，而QFN封装效率可以做到0.3~0.4，无散热焊盘的QFN甚至可以做到0.5，间接说明QFN封装在传统封装类型中具有最高的封装效率。因此在空间受限、重量受限的条件下，QFN封装是个非常不错的选项。

（2）品质方面：散热性好、电性能好、可靠性好

QFN封装的底部中央位置通常有一个大面积裸露焊盘用来导热，这个焊盘可做直接散热通道，用于传导封装体内芯片工作产生的热量；焊盘经过表面贴装后直接焊接在电路板(PCB: printed circuit board)上，PCB散热孔可以把多余的功耗扩散到铜接地板中吸收多余的热量，极大提升了芯片的散热性。QFN封装不同于具有欧翼状引脚的传统DIP或SOP封装，QFN封装经过表面贴装后管脚与PCB焊盘之间的导电路径短，自感系数和封装体内的布线电阻很低，所以它也可以提供良好的电性能。QFN封装使用的载体多为平面设计金属框架，采用精准可控的蚀刻方式生产制造，因此具有框架表面处理方式多样化、结构设计多样化的特点，且搭配属性相吻合的塑封材料，可以改进、增强封装体内部各界层的结合力，阻止外部湿气进入产品内部造成芯片失效，增强产品可靠性；且QFN封装本身采用的就是金属载体不存在类似基板封装有吸收水汽的风险，因此QFN封装较传统的DIP、SOP甚至BGA、LGA(Land grid array)封装都可以具有更好的可靠性表现。

（3）性价比高

如果单纯比较价格，QFN比不过传统的DIP/SOP封装；但是如果看性价比，QFN可能是目前所有封装中性价比最高的一种。在低阶性能芯片的红海市场，由于成本压力过大设计公司还会选择传统的DIP、SOP封装；但是在中等性能芯片的市场上，设计公司则往往会选择可造性强、成本合适的QFN封装，更高阶性能的芯片维持BGA或CSP封装。从实际案例来看，大型芯片设计公司在市场推广的时候往往会QFN和BGA两套封装方案同时推出(在芯片可使用QFN和BGA两种封装条件下)，而QFN价格比BGA至少低30%，更好的配合公司销售策略；即使面对QFP(Qual flat package)封装，QFN也可以取得近15%的价格优势。

QFN封装目前覆盖的芯片制造工艺范围非常广， 28nm工艺制造的芯片也有成功的大规模量产经验，加之上述三个方面的优点，整个市场对QFN在中端、中高端芯片更广泛应用抱有很大的信心。

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关键词： 霍尔元件 霍尔开关