Qu'est-ce qu'un package quadruple (QFP)?

Un emballage quadruple (QFP) est un type de puce de montage de surface utilisé pour connecter des circuits intégrés aux cartes de circuits imprimées.Il a des plombs à wing à plat sur les quatre côtés, permettant un placement et un soudage faciles.Les QFP sont compacts, prennent en charge le nombre de broches élevées et fonctionnent bien dans la fabrication automatisée.Pour cette raison, ils sont largement utilisés dans l'électronique comme les microcontrôleurs, les processeurs et les appareils grand public.

Catalogue

Présentation des packages quadruples (QFP)

Le package quadruple plat (QFP) est un type de puce de montage de surface qui a des jambes métalliques minces sur les quatre côtés.Ces jambes se plient vers l'extérieur comme des ailes de mouette et se connectent directement à la surface d'une carte de circuit imprimé, donc aucune prise n'est nécessaire.Les QFP sont conçus pour économiser de l'espace et manipuler de nombreuses connexions, avec des versions qui ont entre 32 et plus de 300 broches.L'espacement entre les broches varie généralement de 0,4 mm à 1,0 mm.

Les QFP ont une forme carrée plate qui les rend faciles à placer et à souder pendant la fabrication automatique.La forme et le style de plomb aident à créer des connexions solides et permettent une vérification facile de la fixation appropriée.Certains QFP ont également un coussin métallique en dessous pour aider à éliminer la chaleur supplémentaire, ce qui est utile dans les pièces qui se réchauffent pendant l'utilisation.

Le corps d'un QFP est généralement fabriqué en plastique ou en céramique, qui protège la puce à l'intérieur des dommages et de la saleté.Les jambes métalliques sont enduites pour s'assurer que les connexions restent solides au fil du temps.Par rapport à d'autres packages comme PLCCS, qui utilisent des fils en forme de J et ont besoin de prises, les QFP prennent moins de place et peuvent gérer plus d'épingles.Cela en fait un choix pratique et efficace pour de nombreux types d'appareils électroniques.

Applications des packages QFP

Cas d'utilisation QFP communs, répertorié des modèles représentatifs, fabricants et rôles d'application:

Application Taper	Commun Modèles	Fabricant	Caractéristiques
Détection de touche capacitive	PCF8885	Semi-conducteurs NXP	Détecte des objets par le biais de non-métallique Surfaces utilisant la détection capacitive.
Magnétomètre / détection de champ magnétique	MMC2120MG MMC2120MG MEMSIC MEMSIC QFN In Stock: 17139 pcs	MEMSIC Inc.	Détecte les variations de champ magnétique pour orientation ou suivi du mouvement.
Mémoire ICS	25LC256 25LC256 MICROCHIP In Stock: 38006 pcs	Technologie des micropuces	Puce eeprom utilisée pour les données non volatiles stockage dans les systèmes intégrés.
Pilote LED IC (spécifique à l'application)	AS3685	AMS AG	Adapté aux applications LED portables, offrant un contrôle d'éclairage économe en puissance.
Capteurs d'effet de salle	A3144 A3144 ALLEGRO A3144 ALLEGRD In Stock: 28121 pcs	Microsystèmes Allegro	Détecte les champs magnétiques pour la rotation et Applications de détection de proximité.
Capteurs de courant	ACS712	Microsystèmes Allegro	Fournit une mesure précise de la climatisation et Courant CC avec isolement intégré.
Condensateurs	0805 0805 Original In Stock: 21035 pcs SMD	Murata Manufacturing Co., Ltd.	Taille compacte;utilisé dans le filtrage, Découplage et circuits de synchronisation.
Résistances	0805 SMD	Yageo	Résistances de montage de surface idéales pour Applications de circuit général.
Capteurs automobiles	MLX90316	Milexe	Capteur de position magnétique pour l'accélérateur, pédale et applications de direction.
SERVO / PRODIFICATIONS DE LE LED COMPROCHÉS	PCA9685	Semi-conducteurs NXP	Contrôleur PWM à 16 canaux idéal pour Robotique et contrôle LED.
Amplificateurs audio	TDA2822 TDA2822 STMicroelectronics IC AMP AB MONO/STEREO 16POWERDIP In Stock: 19025 pcs	Stmicroelectronics	Amplificateur audio double adapté à Systèmes de haut-parleurs portables.
Microcontrôleurs	ATMEGA328P ATMEGA328P Microchip Technology In Stock: 50300 pcs	Technologie des micropuces	MCU 8 bits polyvalent largement utilisé dans Projets Arduino et DIY Electronics.
Capteurs de température	Tmp36	Dispositifs analogiques	Capteur de température analogique basse tension avec sortie linéaire.
Capteurs environnementaux	Dht11	Aosong Electronics Co. Ltd.	Capteur numérique pour la température de base et Surveillance de l'humidité.
ICS de conducteur	ULN2003A ULN2003A UMW 5A@50V 3V@2V,300MA 1.7V@350MA 0. In Stock: 8783 pcs	Texas Instruments	Darlington à haute tension et à haute tension Tableau de transistor pour les charges inductives.
Contrôleurs d'interface Ethernet	ENC28J60 ENC28J60 MICROCHI In Stock: 31979 pcs	Technologie des micropuces	Permet aux microcontrôleurs de se connecter à Réseaux Ethernet.

Options de taille QFP

Figure 2. Taille QFP

présente généralement des épaisseurs de corps entre 2,0 mm et 3,8 mm , offrant une résistance mécanique solide et la capacité de prendre en charge le nombre de broches élevées.Pour les applications où la hauteur est une contrainte grave, comme dans les appareils portables et les appareils de consommation compacts, les QFP minces fournissent un alternative à profil bas, avec des tailles de colis allant de 32 broches (5 × 5 mm) à 256 broches (28 × 28 mm).Le pas de plomb à travers les QFP varie généralement entre 0,4 mm et 1,0 mm;Les hauteurs plus petites permettent une densité de broches plus élevée mais exigent une fabrication précise de PCB, tandis que les hauteurs plus importantes facilitent le soudage et l'inspection visuelle plus faciles.Avec des comptes de broches s'étendant de 32 à plus de 300, Les QFP sont bien adaptés à un large éventail d'appareils, des simples microcontrôleurs à faible puissance aux processeurs de signal complexes et aux routeurs de réseau.Leur large gamme de tailles et de configurations offre une flexibilité de conception pour optimiser Disposition de la carte, comportement thermique, intégration des E / S et coût global.Cette adaptabilité a fait de QFPS un choix de package fiable à la fois dans l'électronique grand public et les applications de mise en réseau industrielles ou de mise en réseau exigeantes.

Avantages et inconvénients QFP

PROS QFP

•Nombre de broches élevées dans l'empreinte compacte

Prend en charge de nombreuses E / S tout en économisant l'espace de la carte;Idéal pour les microcontrôleurs, les DSP et les CI de communication.

•Amélioration de la disposition des PCB

Les courses sur les quatre côtés permettent une meilleure distribution du signal et réduisent la congestion du routage.

•Mount de surface amical

Conçu pour l'assemblage automatisé;Pas besoin d'outils spécialisés, compatibles avec les lignes de production à grande vitesse.

•Variants à solution

Certaines versions (comme PLCC) peuvent être douancées, permettant un remplacement de puces faciles ou des mises à jour du micrologiciel pendant le prototypage.

•Rentable

Généralement moins cher que les forfaits BGA ou à l'échelle des puces;Convient aux projets budgétaires.

•Visuellement inspecté

Les prospects exposés permettent une inspection et une reprise manuelle faciles, ce qui est utile pour le contrôle de la qualité et le débogage.

•Largement disponible

Disponible en différentes tailles et options, offrant une flexibilité pour différentes applications.

CONSPUT QFP

•Performance à haute fréquence limitée

Les effets parasites à partir de plombs étendus limitent les performances supérieures à ~ 500 MHz.

•Fragiles

Les pistes de mouette peuvent se plier ou être endommagées pendant la manipulation ou l'expédition, provoquant des problèmes d'alignement.

•Pas idéal pour les environnements robustes

Moins robuste que les BGAS, en particulier sous contrainte mécanique ou vibratoire.

•Contraintes d'espace dans les versions à pas fin

Les hauteurs de plomb très fins compliquent la fabrication et le soudage des PCB, malgré la taille compacte.

Packages QFN vs QFP

QFPS sont faciles à souder, à inspecter et à retravailler.Les fils visibles vous permettent de vérifier visuellement les joints de soudure, ce qui rend les QFP idéaux pour les systèmes qui nécessitent un nombre élevé de broches, une réparation manuelle et une inspection optique.Ils sont couramment utilisés dans les microcontrôleurs, les processeurs et les systèmes industriels avec plus de 32 à 300 broches.

Qfns, D'un autre côté, ayez des coussinets métalliques plats sous l'emballage sans fils externes.Cela les rend plus petits et meilleurs pour les dispositions serrées, telles que les portables ou les modules RF.Ils fonctionnent également mieux aux hautes fréquences en raison d'une inductance plus faible, mais leurs articulations cachées nécessitent une inspection des rayons X ou des AOI, et ils sont plus difficiles à retravailler.Habituellement limité au nombre de PIN plus bas (souvent moins de 32), mais certaines variantes de haute densité existent.Ils incluent également souvent un coussin thermique en dessous pour une dissipation de chaleur efficace, aidant à des conceptions sensibles aux performances sans augmenter la taille.

Packages TQFP vs LQFP

TQFP (paquet en quad mince) et LQFP (forfait quadruple à profil bas) sont deux types de QFP avec des formes similaires de corps plats et des fils de mouette sur les quatre côtés pour le montage de surface.Leur principale différence est l'épaisseur du corps, ce qui affecte la façon dont ils s'inscrivent dans les conceptions avec un espace vertical limité ou des besoins mécaniques spécifiques.

Tqfps Avoir un corps plus mince (généralement 1,0 à 1,4 mm) et sont idéaux pour les appareils compacts comme les appareils portables et l'électronique à main, où la hauteur est limitée.Ils permettent de nombreuses épingles tout en gardant le design mince.

LQFPS sont légèrement plus épais mais assis plus près du PCB, offrant un profil global plus plat.Ils sont utilisés dans les systèmes automobiles et industriels, où le flux d'air, l'empilement ou la durabilité mécanique sont plus importants que la hauteur minimale.

Types et variantes QFP

Les forfaits quadruples (QFP) sont disponibles en de nombreux types, chacun conçu pour répondre à différents besoins comme l'économie d'espace, la manipulation de la chaleur, le respect des coûts forts ou la maintenance à faible coût.

• QFP standard: La version de base.Facile à inspecter et à réparer.Bon quand l'espace n'est pas un gros problème.

• LQFP (QFP à faible profil): Hauteur plus courte avec beaucoup d'épingles.Idéal pour les espaces restreints et un meilleur flux d'air.

• TQFP (fine QFP): Plus mince que LQFP.Souvent utilisé dans des dispositifs portables où chaque millimètre compte.

• VQFP, VTQFP, SQFP: Versions extra-minces conçues pour de très petits gadgets comme les appareils portables ou l'électronique mince.

• PQFP (QFP en plastique): En plastique.Idéal pour l'électronique de tous les jours et la production à haut volume.

• CQFP (QFP en céramique): En céramique.Plus difficile et gère mieux la chaleur.Utilisé dans l'aérospatiale, la défense et les voitures.

• EQFP (QFP amélioré): Livré avec des fonctionnalités ajoutées comme des coussinets thermiques ou une structure plus forte pour un meilleur refroidissement et une meilleure durabilité.

• FQFP (QFP à pas fin): Les épingles sont plus proches les unes des autres pour s'adapter davantage dans un petit espace.Bon pour les circuits complexes.

• MQFP (QFP métrique): Utilise des tailles métriques pour correspondre aux normes globales.

• NQFP (QFP de taille quasi-puce): Le corps est presque de la même taille que la puce, économisant de l'espace sur la planche.

• BQFP (QFP exceptionnel): A des gardes d'angle intégrés pour protéger les épingles pendant la manipulation.Utile dans les usines.

• QFPS avec coussinets thermiques (TP ou -EP marqué): Ayez un coussin exposé en dessous pour aider à libérer la chaleur et à améliorer la mise à la terre.

• TDFN (mince à double plage plat): Pas un vrai QFP, mais similaire.Il a un bon refroidissement et une bonne taille, sans épingles qui dépassent.

• PLCC (support en plastique en plastique): Comme un QFP mais avec des pistes en forme de J.Peut être doudé ou soudé.Facile à remplacer les puces.

Packages QFP Flux de processus

• Processus de fabrication et d'assemblage QFP - La production et l'assemblage de packages quadruples (QFP) suivent un processus structuré pour assurer de fortes performances électriques, une fiabilité mécanique et une durabilité à long terme.Chaque étape de la fabrication de la plaquette à l'expédition contribue à la qualité du produit final.

• Fabrication de plaquettes - Le processus commence par la fabrication de plaquettes, où les CI sont construits sur des plaquettes de silicium de haute pureté.La photolithographie et la gravure chimique forment des couches de transistors, de résistances et d'interconnexions.Cette étape définit la fonctionnalité de base et le comportement électrique de la matrice.

• Attache - Une fois que la plaquette est en dés morte individuelle, chaque dé est fixé à un cadre de plomb en utilisant un adhésif conducteur thermique.Cela garantit un alignement correct et un transfert de chaleur efficace pendant le fonctionnement.

• Collage de câbles - Ensuite, la liaison à câble relie les coussinets de liaison de la matrice aux fils QFP à l'aide de fils d'or ou d'aluminium fin.Ces connexions transportent des signaux électriques des circuits internes au PCB via les fils de mouette.

• Encapsulation de moisissure - Pour protéger la matrice et les fils, l'emballage est encapsulé dans un moule en plastique ou en céramique.Cela protège les pièces internes de l'humidité, de la poussière et de la contrainte mécanique tout en définissant les dimensions extérieures du QFP.

• Test de pré-montage - Chaque package fini subit des tests électriques pour confirmer qu'il répond aux spécifications de performance.Cela comprend la vérification des niveaux de tension, du calendrier et de la qualité du signal dans des conditions contrôlées.

• Placage en plomb - Les fils QFP sont plaqués avec un alliage en étain ou en étain pour améliorer la soudabilité, empêcher la corrosion et assurer un bon contact électrique pendant le soudage des PCB.

• Assemblage de montage en surface - Dans la phase SMT, les QFP sont placés sur des PCB à l'aide de machines de pick-and-place automatisées.Les mèches de mouette s'alignent sur les coussinets couverts de casson sur la planche.

• Soudure - La planche peuplée se déplace dans un four de reflux, où la pâte de soudure fond et lie le QFP conduit au PCB.Le contrôle précis de la température essaie d'éviter des problèmes tels que le pontage ou le tombaire.

• Tests post-montage - Après l'assemblage, la carte subit des tests fonctionnels pour vérifier que les QFP et autres composants fonctionnent comme prévu.Cela peut inclure des tests en circuit, des analyses de limites ou des évaluations de système complet.

• Conditionnement - Les planches assemblées sont emballées dans des enclos de boîtiers en plastique, en métal ou en personnalité pour protéger contre l'impact, la poussière et le stress environnemental.Des boucliers ou des supports thermiques peuvent également être ajoutés si nécessaire.

• Contrôle de qualité - Des vérifications de qualité sont effectuées tout au long du processus.Il s'agit notamment d'inspections visuelles, de vérifications des rayons X pour l'alignement du plomb et des audits d'échantillonnage pour assister à tous les défauts ou variations.

• Expédition - Enfin, les produits finis sont emballés pour l'expédition avec la protection ESD, les barrières à l'humidité et l'emballage résistant aux chocs.Cela garantit une livraison et une préparation sûres pour le déploiement final.

Conclusion

Les QFP offrent un mélange pratique de taille, de performance et de coût.Leur forme et leur conception de plomb prennent en charge un assemblage facile et des connexions électriques fiables.Bien qu'ils ne soient pas idéaux pour les signaux de très haute fréquence, ils sont un choix fiable pour la plupart des appareils électroniques de tous les jours.C’est pourquoi les QFP restent populaires dans tout, des appareils intelligents aux systèmes de contrôle industriel.

Questions fréquemment posées [FAQ]

1. Les QFP sont-ils réutilisables après le retrait d'un PCB?

Non, les QFP ne sont pas conçus pour une utilisation répétée.Les retirer d'un PCB endommage souvent les fils fins, et le refroidissement peut affecter les performances.Ils sont destinés au montage permanent.

2. Comment éviter de plier les fils QFP pendant la manipulation?

Pour éviter la flexion, utilisez toujours des pincettes ou des outils d'aspirateur pour gérer les QFP par le corps, pas les leads.Choisissez des QFP exceptionnels si disponibles, qui ont des gardes d'angle pour une protection supplémentaire.

3. Quels outils sont utilisés pour souder manuellement les QFP?

Vous pouvez utiliser une station de retravail en fer à soudure à pointe fine ou à une station de retravail à l'air chaud avec un flux.Une longer ou un microscope est utile pour aligner et inspecter les pistes fins.

4. Les QFP ont-ils besoin d'une disposition spécifique du pad PCB?

Oui, les QFP nécessitent une disposition de plaquette correspondante avec un espacement de plomb approprié (tangage).Les logiciels de conception de PCB comprennent souvent des empreintes de pas QFP standard pour assurer un alignement et un soudage corrects.

5. Qu'est-ce qui cause les ponts de soudure sur les fils QFP?

Les ponts de soudure se produisent généralement en raison d'une pâte de soudure excessive, d'un mauvais alignement ou d'une température de reflux incorrecte.L'utilisation d'un pochoir et un profil de reflux approprié aide à prévenir le pontage

6. Comment puis-je vérifier les défauts de soudure QFP?

Utilisez un grossissement ou une inspection optique pour vérifier l'alignement des plombs et la qualité des articulations.Si nécessaire, l'inspection optique automatisée (AOI) ou les rayons X peuvent détecter des défauts cachés ou marginaux.

7. Les QFP sont-ils adaptés aux environnements à vibration haute?

Les QFP standard ne sont pas idéaux pour les conditions de vibration élevée, sauf renforcé.Pour des environnements exigeants, choisissez des variantes avec un support mécanique comme CQFPS ou utilisez des revêtements conformes.