在本文上篇文章中，就使用電機驅動器IC設計PCB板提供了一些一般性建議，要求對PCB進行精心的布局以實現(xiàn)適當性能。

在本文下篇中，將針對使用典型封裝的電機驅動器IC，提供一些具體的PCB布局建議。

?引線封裝布局

1、SOT-23和SOIC封裝

圖6

標準的引線封裝（如SOIC和SOT-23封裝）通常用于低功率電機驅動器中（圖6）。

為了充分提高引線封裝的功耗能力，MPS公司采用“倒裝芯片引線框架”結構（圖7）。在不使用接合線的情況下，使用銅凸點和焊料將芯片粘接至金屬引線，從而可通過引線將熱量從芯片傳導至PCB。

圖7

倒裝芯片引線框架結構有助于充分提高引線封裝的功耗能力。

通過將較大的銅區(qū)域連接至承載較大電流的引線，可優(yōu)化熱性能。在電機驅動器IC上，通常電源、接地和輸出引腳均連接至銅區(qū)域。

圖8所示為“倒裝芯片引線框架”SOIC封裝的典型PCB布局。引腳2為器件電源引腳。請注意，銅區(qū)域置于頂層器件的附近，同時幾個熱通孔將該區(qū)域連接至PCB背面的銅層。引腳4為接地引腳，并連接至表層的接地覆銅區(qū)。引腳3（器件輸出）也被路由至較大的銅區(qū)域。

圖8：倒裝芯片SOICPCB布局

Note：

請注意，SMT板上沒有熱風焊盤；它們牢牢地連接至銅區(qū)域。這對實現(xiàn)良好的熱性能至關重要。

2、QFN和TSSOP封裝

TSSOP封裝為長方形，并使用兩排引腳。電機驅動器IC的TSSOP封裝通常在封裝底部帶有一個較大的外露板，用于排除器件中的熱量（圖9）。

圖9

TSSOP封裝通常在底部帶有一個較大的外露板，用于排除熱量。

QFN封裝為無引線封裝，在器件外緣周圍帶有板，器件底部中央還帶有一個更大的板（圖10）。這個更大的板用于吸收芯片中的熱量。

圖10

為排除這些封裝中的熱量，外露板必須進行良好的焊接。外露板通常為接地電位，因此可以接入PCB接地層。

在理想情況下，熱通孔直接位于板區(qū)域。在圖11的TSSOP封裝的示例中，采用了一個18通孔陣列，鉆孔直徑為0.38mm。該通孔陣列的計算熱阻約為7.7°C/W。

圖11：采用了一個18熱通孔陣列的TSSOP封裝PCB布局

通常，這些熱通孔使用0.4mm及更小的鉆孔直徑，以防止出現(xiàn)滲錫。如果SMT工藝要求使用更小的孔徑，則應增加孔數(shù)，以盡可能保持較低的整體熱阻。

除了位于板區(qū)域的通孔，IC主體外部區(qū)域也設有熱通孔。在TSSOP封裝中，銅區(qū)域可延伸至封裝末端之外，這為器件中的熱量穿過頂部的銅層提供了另一種途徑。

QFN器件封裝邊緣四周的板避免在頂部使用銅層吸收熱量。必須使用熱通孔將熱量驅散至內層或PCB的底層。

圖12：采用9個熱通孔的QFN封裝PCB布局

圖12中的PCB布局所示為一個小型的QFN(4×4mm)器件。在外露板區(qū)域中，只容納了九個熱通孔。因此，該PCB的熱性能不及圖11中所示的TSSOP封裝。

3、倒裝芯片QFN封裝

倒裝芯片QFN(FCQFN)封裝與常規(guī)的QFN封裝類似，但其芯片采取倒裝的方式直接連接至器件底部的板上，而不是使用接合線連接至封裝板上。這些板可以置于芯片上的發(fā)熱功率器件的反面，因此它們通常以長條狀而不是小板狀布置（圖13）。

圖13

這些封裝在芯片的表面采用了多排銅凸點粘接至引線框架（圖14）。

圖14:FCQFN封裝在芯片的表面采用了多排銅凸點粘接至引線框架

小通孔可置于板區(qū)域內，類似于常規(guī)QFN封裝。在帶有電源和接地層的多層板上，通孔可直接將這些板連接至各層。在其他情況下，銅區(qū)域必須直接連接至板，以便將IC中的熱量吸入較大的銅區(qū)域中。

圖15所示為MPS公司的功率級IC---MP6540產品的PCB布局。該器件具有較長的電源和接地板，以及三個輸出口。請注意，該封裝只有4×4mm大小。

圖15:MPS公司的MP6540產品---FCQFN封裝IC的PCB布局

器件左側的銅區(qū)域為功率輸入口。這個較大的銅區(qū)域直接連接至器件的兩個電源板。

三個輸出板連接至器件右側的銅區(qū)域。注意銅區(qū)域在退出板之后盡可能地擴展。這樣可以充分將熱量從板傳遞到環(huán)境空氣中。

同時，注意器件右側兩個板中的數(shù)排小通孔。這些板均進行了接地，且PCB背面放置了一個實心接地層。這些通孔的直徑為0.46mm，鉆孔直徑為0.25mm。通孔足夠小，適合置于板區(qū)域內。

綜上所述，為了使用電機驅動器IC實施成功的PCB設計，必須對PCB進行精心的布局。因此，本文提供了一些實用性的建議，以期望可以幫助PCB設計人員實現(xiàn)PCB板良好的電氣和熱性能。