新日本无线电HFFP10-CD射频前端模块结构

　　做便携通讯设备射频链路选型的时候，最先要卡的就是前端模块的安装边界，这个HFP10-CD封装的前端模块，是面向小尺寸手持终端、物联网射频节点做的集成化器件，建模的时候最先要还原的就是它的12-WDFN贴装轮廓，整个器件的本体是方正的薄型方块结构，底部的焊盘排布完全遵循DFN封装的标准布局，边缘的应力释放倒角做了0.1mm的圆角处理，避免回流焊过程中边角应力集中导致的封装开裂。

　　从实际应用场景来看，这类集成前端模块大多用在2.4G、Sub-G频段的无线通讯设备里，把功率放大、低噪声放大、射频开关几个功能做了单封装集成，不用再在板上单独搭分立的射频链路，能省出至少30%的板上射频区域空间，对于手持类的对讲机、小型物联网采集终端、穿戴式通讯设备来说，这个尺寸优势非常明显。建模的时候要特别注意本体顶面的标识区域，那个方形的标记区是原厂的丝印定位点，做整机装配干涉检查的时候，这个区域不能被金属屏蔽罩压到，不然会磨掉丝印影响后续维修的器件识别，同时顶面的平面度要控制在0.05mm以内，因为很多终端设计会在模块上方贴导热垫把热量导到中框上，平面度超差的话会导致导热接触不良，满功率发射的时候热量散不出去，直接影响发射功率的稳定性。

　　设计这个三维模型的时候，没有做多余的曲面拆分，整个本体用拉伸加倒角的基础特征就能还原，重点是把底部焊盘的尺寸、位置公差做准，因为DFN封装的焊盘尺寸直接影响SMT贴片的良率，焊盘外延的长度要比器件引脚宽出0.2mm，方便回流焊的时候锡膏爬升形成可靠的焊点。安装边界上，器件本体周边要留出0.3mm的禁布区，不能放其他的贴片元件，也不能走顶层的射频走线，避免焊接的时候连锡，同时器件底部的中心散热焊盘要做对应的开窗，模型里把这个散热焊盘的下沉0.02mm做出来，能更真实地模拟贴片后的焊锡厚度，做热仿真的时候这个细节会直接影响热阻的计算结果。

　　从功能特性上来说，这类集成射频前端不用做额外的外部匹配电路，模块内部已经把输入输出的匹配网络做好了，建模的时候不用还原内部的晶圆和键合线结构，只要把外部的封装轮廓、焊盘位置、安装干涉边界做准确，就完全能满足结构设计、板级布局的使用需求。很多新手建模的时候容易把DFN封装的侧面引脚做的突出本体，实际上12-WDFN的引脚是和本体侧面齐平的，没有向外的延伸，这个细节如果做错了，做PCB封装的时候就会把焊盘位置偏出去，导致贴片的时候引脚对不上焊盘。另外本体的厚度是1.2mm，这个尺寸要严格卡准，因为很多便携设备的内部堆叠空间非常紧张，模块上方到屏蔽罩的间隙往往只有0.2mm，如果模型厚度做厚了0.1mm，实际装配的时候就会顶到屏蔽罩，导致整机装配出现间隙。

　　实际做整机结构验证的时候，这个模型可以直接导入到PCB设计软件里做3D布局检查，确认模块和周边的电池、连接器、结构筋位没有干涉，同时可以模拟屏蔽罩的装配高度，确认导热垫的压缩量在合理范围内——一般导热垫的压缩率控制在20%-30%是最合适的，压缩量太小接触不好，压缩量太大又会把压力直接传到器件封装上，长期使用可能导致封装内部的键合线断裂。另外在做跌落仿真的时候，这个模块的质量点要设置准确，因为它是板上重量相对大的器件之一，跌落的时候PCB在这个位置的形变会直接影响焊点的可靠性，模型的密度设置要和实际塑封封装的密度匹配，不能随便给个默认的塑料密度，不然仿真出来的焊点应力结果会有偏差。

　　很多做射频结构的工程师容易忽略封装边缘的脱模斜度，实际上这类塑封器件的侧面是有很小的脱模斜度的，大概在0.5度左右，建模的时候把这个斜度做出来，在做极紧凑空间的干涉检查时，就不会出现模型显示有间隙但实际装配顶到的问题。还有顶面的那个方形标记区，是和器件1号引脚对应的定位标记，做装配图的时候这个标记的位置要和引脚定义对应上，方便生产的时候核对器件方向，避免贴反导致整个射频链路失效。