德州儀器電源管理芯片封裝與設(shè)計(jì)指南

在電子工程師的日常工作中，芯片的選擇和封裝設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。今天，我們就來(lái)深入了解德州儀器（TI）的部分電源管理芯片，包括 TPS51610 和 TPS51621 系列，探討它們的封裝信息、機(jī)械數(shù)據(jù)以及熱管理設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。

文件下載：TPS51621EVM-602.pdf

芯片使用條件與聯(lián)系信息

這些設(shè)備是專門(mén)為英特爾的 IMVP 移動(dòng)處理器供電而設(shè)計(jì)的，終端用戶必須與英特爾簽訂有效的 CNDA 協(xié)議。如果您需要更多信息，請(qǐng)聯(lián)系 IMVP@list.ti.com。

封裝材料信息

卷帶和卷軸信息

卷帶和卷軸的尺寸對(duì)于芯片的包裝和運(yùn)輸至關(guān)重要。其中涉及到多個(gè)關(guān)鍵尺寸參數(shù)：

• A0：用于容納組件寬度的尺寸。
• B0：用于容納組件長(zhǎng)度的尺寸。
• K0：用于容納組件厚度的尺寸。
• W：載帶的總寬度。
• P1：連續(xù)腔體中心之間的間距。

不同型號(hào)的芯片在這些尺寸上可能會(huì)有所差異。例如，TPS51610 系列的 A0 和 B0 尺寸均為 5.3mm，K0 為 1.5mm；而 TPS51621 系列的 A0 和 B0 尺寸為 6.3mm，K0 為 1.1mm。

封裝尺寸信息

不同型號(hào)的芯片在長(zhǎng)度、寬度和高度上也有不同的規(guī)格。以 TPS51610IRHBR 為例，其長(zhǎng)度和寬度均為 346.0mm，高度為 29.0mm；而 TPS51621RHAR 的長(zhǎng)度和寬度為 367.0mm，高度為 38.0mm。這些尺寸信息對(duì)于 PCB 設(shè)計(jì)和布局非常重要，工程師需要根據(jù)芯片的實(shí)際尺寸來(lái)規(guī)劃電路板的空間。

機(jī)械數(shù)據(jù)與熱管理

封裝類型與特點(diǎn)

TPS51610 和 TPS51621 系列采用了 QFN（Quad Flatpack No - Lead）和 VQFN 封裝。這種封裝具有無(wú)引腳的特點(diǎn)，能夠減小芯片的尺寸，提高電路板的集成度。同時(shí)，封裝內(nèi)包含一個(gè)外露的散熱焊盤(pán)，這對(duì)于芯片的熱管理至關(guān)重要。

熱管理設(shè)計(jì)

散熱焊盤(pán)需要直接焊接到印刷電路板（PCB）上，PCB 可以作為散熱片使用。此外，通過(guò)使用熱過(guò)孔，散熱焊盤(pán)可以直接連接到設(shè)備電氣原理圖中所示的適當(dāng)銅層，或者連接到 PCB 中設(shè)計(jì)的特殊散熱結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)能夠優(yōu)化集成電路（IC）的熱傳遞，確保芯片在工作過(guò)程中保持合適的溫度。

對(duì)于 QFN 封裝及其優(yōu)勢(shì)的詳細(xì)信息，您可以參考德州儀器的應(yīng)用報(bào)告 QFN/SON PCB Attachment（文獻(xiàn)編號(hào) SLUA271），該文檔可在 www.ti.com 上獲取。

封裝選項(xiàng)附錄

產(chǎn)品狀態(tài)與相關(guān)定義

文檔中對(duì)產(chǎn)品的營(yíng)銷狀態(tài)進(jìn)行了明確的定義：

• ACTIVE：產(chǎn)品推薦用于新設(shè)計(jì)。
• LIFEBUY：TI 已宣布該設(shè)備將停產(chǎn)，處于終身購(gòu)買(mǎi)期。
• NRND：不推薦用于新設(shè)計(jì)，僅為現(xiàn)有客戶生產(chǎn)。
• PREVIEW：設(shè)備已發(fā)布但未投入生產(chǎn)，樣品可能有也可能沒(méi)有。
• OBSOLETE：TI 已停止生產(chǎn)該設(shè)備。

RoHS 與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

TI 對(duì) RoHS 和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)有明確的定義：

• RoHS：指符合當(dāng)前歐盟 RoHS 對(duì)所有 10 種 RoHS 物質(zhì)要求的半導(dǎo)體產(chǎn)品，包括均質(zhì)材料中 RoHS 物質(zhì)重量不超過(guò) 0.1%。在高溫焊接設(shè)計(jì)中，“RoHS”產(chǎn)品適用于指定的無(wú)鉛工藝。
• RoHS Exempt：指含有鉛但根據(jù)特定歐盟 RoHS 豁免條款符合歐盟 RoHS 要求的產(chǎn)品。
• Green：指基于氯（Cl）和溴（Br）的阻燃劑含量符合 JS709B 低鹵素要求（閾值 <=1000ppm），三氧化二銻基阻燃劑也必須滿足 <=1000ppm 的閾值要求。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

焊盤(pán)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，芯片的焊盤(pán)設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。該封裝設(shè)計(jì)為焊接到電路板上的散熱焊盤(pán)，您可以參考德州儀器的應(yīng)用筆記 Quad Flat - Pack Packages（文獻(xiàn)編號(hào) SCBA017、SLUA271）以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)表，以獲取特定的熱信息、過(guò)孔要求和推薦的電路板布局。

模板設(shè)計(jì)

激光切割具有梯形壁和圓角的孔可能會(huì)提供更好的焊膏釋放效果。IPC - 7525 可能有替代的設(shè)計(jì)建議，客戶應(yīng)聯(lián)系其電路板組裝廠獲取模板設(shè)計(jì)建議。

焊料掩膜和過(guò)孔處理

客戶應(yīng)聯(lián)系其電路板制造廠家，獲取推薦的焊料掩膜公差和放置在散熱焊盤(pán)上的過(guò)孔的過(guò)孔掩膜建議。

在實(shí)際的電子設(shè)計(jì)中，我們需要綜合考慮芯片的封裝信息、熱管理設(shè)計(jì)以及各種設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，以確保設(shè)計(jì)出的電路板能夠穩(wěn)定、高效地工作。大家在設(shè)計(jì)過(guò)程中是否遇到過(guò)類似的封裝和熱管理問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享您的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。