Корпус HSOIC-8 с тепловой площадкой (TI DDA, PowerPAD SOIC)

Особенности чертежа

Корпус DDA0008B — 4,8–5,0 мм в длину и 3,8–4,0 мм в ширину, по концам выводов 5,8–6,2 мм (размах TI помечает как типовой), высота не более 1,7 мм, зазор снизу 0–0,15 мм. Выводы шириной 0,31–0,51 мм с шагом 1,27 мм, крайние в ряду разнесены на 3,81 мм, опорная часть 0,40–1,27 мм, толщина вывода 0,10–0,25 мм (TYP). Примечание 5 ссылается на JEDEC MS-012 — тот же стандарт, что у обычного SOIC-8.

Отличие от SOIC-8 — открытая тепловая площадка (вывод 9) на нижней стороне: 2,8–3,4 мм вдоль рядов выводов и 2,11–2,71 мм поперёк. Пределы площадки широкие, потому что под одним названием DDA выпускаются кристаллы разного размера. В приложении даташита TPS5430 есть и второй вариант того же корпуса — DDA0008J с площадкой 2,0–2,6 × 2,5–3,1 мм и ссылкой на MS-012, вариант BA; остальные размеры у него те же.

Посадочное место

Пример TI (Example Board Layout): площадки выводов 0,6 × 1,55 мм с шагом 1,27 мм, ряды через 5,4 мм между центрами. Центральная медь — 2,95 × 4,9 мм, но она закрыта маской, а паяется только окно 2,71 × 3,4 мм, равное наибольшей площадке корпуса (паяльная площадка, заданная маской, — SMD). В центральной меди — восемь переходных отверстий Ø0,2 мм сеткой 2 × 4 с шагом 1,3 мм, крайние пары — под маской; примечание 9 оговаривает, что размер меди может меняться из-за требований к зазорам. Лист трафарета (с. 26) даёт окно в трафарете 2,71 × 3,4 мм при толщине 0,125 мм и меньшие окна для более толстого трафарета.

Наш расчёт: внутренний край площадки вывода — в (5,4 − 1,55) / 2 = 1,925 мм от оси, край окна маски центральной площадки — в 2,71 / 2 = 1,355 мм, между ними 0,57 мм. Край меди под маской (2,95 / 2 = 1,475 мм) подходит к площадкам выводов на 0,45 мм. Внешний край площадки вывода — в (5,4 + 1,55) / 2 = 3,475 мм от оси, на 0,375 мм дальше конца вывода при наибольшем размахе 6,2 мм. Как работают переходные отверстия под площадкой, разобрано в статье «Тепловое переходное отверстие».

Тепловое сопротивление

Сопротивление «кристалл — нижняя сторона корпуса» всего 2,7 °C/Вт: почти всё тепло уходит через площадку в плату, а не через пластмассу. Наш расчёт для примера из даташита DRV8871: 0,46 Вт в ключах при токе мотора 0,8 А и 48 °C/Вт дают перегрев 0,46 × 48 ≈ 22 °C — даташит называет переход от 58 °C снаружи к 80 °C на кристалле. Без пайки площадки RθJA будет определяться выводами и пластмассой и окажется в разы больше; цифр для такого случая TI не даёт, поэтому мы их не приводим. Подробнее — в статье «Тепловое сопротивление».

Выводы у разных микросхем

У обеих микросхем площадка — земля, но это не правило для любого корпуса с площадкой: например, у INA2180 в WSON-8 её разрешено оставить свободной (даташит INAx180, рис. 6-4). Назначение площадки всегда смотрят в таблице выводов конкретной микросхемы. У TPS5430 вывод ENA подтянут внутри резистором 1,5 МОм и его нельзя соединять с землёй через резистор (табл. 4-1).

Расхождения в документации

• Название корпуса. Один и тот же DDA называется по-разному: «PowerPAD SOIC» на чертеже, «HSOP» в таблице корпусов и тепловой таблице DRV8871, «SO PowerPAD» в приложении о заказе DRV8871 и «HSOIC» в даташите TPS5430. Ещё одна ловушка: в таблице Device Information DRV8871 размер «4,90 mm × 6,00 mm» — это длина корпуса и размах по выводам, а не размер корпуса (по чертежу корпус 4,8–5,0 × 3,8–4,0 мм).
• Два варианта чертежа в одном даташите. В приложении TPS5430 стоят и DDA0008J, и DDA0008B, но какой из них относится к какому номеру для заказа, приложение не говорит. Площадки у них разные (2,0–2,6 × 2,5–3,1 и 2,11–2,71 × 2,8–3,4 мм), а окно маски в примерах посадочного места — 2,6 × 3,1 и 2,71 × 3,4 мм соответственно. Наш вывод: посадочное место под DDA0008B (окно 2,71 × 3,4 мм) перекрывает обе площадки; паяльную пасту по трафарету при этом рассчитывают на окно, а не на корпус.
• Тепловое сопротивление DRV8871. Табличные 41,1 °C/Вт и «эффективные» 48 °C/Вт из примера (разд. 10.4, с. 16) не противоречат друг другу: первое — модель по стандарту JEDEC, второе — измерение на конкретной плате. Но сравнивать их с табличными значениями других микросхем можно только при одинаковых условиях.