Früher hatten Chips gut sichtbare Beinchen an den Seiten. Bei QFN-Bauteilen liegen die Kontakte als kleine Flächen am Rand der Unterseite, dazu meist eine große Fläche in der Mitte, die Wärme ableitet und als Masse dient. Das macht das Bauteil flach und klein. Viele ICs in Smartphones, Laptops und Konsolen nutzen diese Bauform, etwa Steuerchips für Stromversorgung, Audio oder Schnittstellen.
QFN und BGA im Vergleich
| QFN | BGA | |
|---|---|---|
| Anschlüsse | Flächen am Rand | Kugeln unter dem ganzen Chip |
| Anzahl Kontakte | Dutzende | Hunderte bis Tausende |
| Sichtprüfung | Teilweise möglich am Rand | Nur mit Röntgen |
| Typisch für | Steuer-ICs, Spannungswandler | Prozessor, Speicher |
Worauf es beim Löten ankommt
Die große Fläche in der Mitte ist die Herausforderung. Sie muss vollständig mit der Platine verlötet sein, damit Wärme abgeführt wird und die Masse stimmt. Zu viel Lot hebt den Chip an, sodass die Randkontakte keine Verbindung haben. Zu wenig Lot lässt die Mitte unverbunden. Deshalb wird beim Einlöten genau dosiert, oft mit einer Schablone und Lötpaste, und mit Heißluft gleichmäßig erwärmt.
Gleichmäßige Wärme
Heißluft oder Vorheizplatte sorgen dafür, dass alle Kontakte gleichzeitig schmelzen.
Richtige Menge Lot
Weder zu viel noch zu wenig unter der Mitte.
Kontrolle
Unter dem Mikroskop werden die Randkontakte geprüft.
Flussmittel
Sorgt für saubere Verbindungen und verhindert Brücken.
Typische Fehler
QFN-Bauteile können durch Stürze, Biegung oder Wärme ihre Verbindung verlieren. Häufig betroffen sind Chips nahe am Rand der Platine oder an Stellen, die sich bei Belastung verbiegen. Auch Korrosion nach Wasserkontakt kann zwischen den eng liegenden Kontakten Brücken bilden. Die Reparatur besteht darin, den Chip abzunehmen, Platine und Chip zu reinigen und ihn neu einzulöten oder zu ersetzen.
Häufige Fragen
Ist QFN dasselbe wie BGA?
Nein. QFN hat Kontakte am Rand, BGA Kugeln unter der ganzen Fläche.
Kann man QFN-Bauteile mit dem Lötkolben löten?
Die Randkontakte teilweise, die Mittelfläche nur mit Heißluft.
Warum gibt es eine große Fläche in der Mitte?
Für Wärmeableitung und Masseverbindung.
Sind QFN-Chips anfällig?
Nicht besonders, aber Stürze und Biegung können Verbindungen lösen.
Wofür steht das „Quad“ in QFN?
Die Kontakte liegen an allen vier Seiten des Bauteils.