QFP-пакет

Четырехместный плоский пакет: что такое пакет QFP/тип/применение

каталог

Что такое пакет QFP?

QFP (Четырехместный плоский пакет) представляет собой четырехплоский корпус, пакет для поверхностного монтажа со штифтами, ведущими со всех четырех сторон в форме крыла чайки (L). Он очень популярен в Quad Flat Packs. Причина в том, что тонко протравленная или штампованная рамка выводов позволяет QFP содержать больше выводов и иметь меньший профиль для достижения лучших электрических характеристик с более короткими межсоединениями (ширина выводов всего 0,16 мм и внешнее расстояние между выводами от 0,35 мм до 1,27 мм). мм). Более тонкие и гибкие выводы типа «крыло чайки» также обеспечивают лучшую вторичную надежность (надежность между корпусом и печатной платой). Все четыре стороны имеют форму крыла чайки (L). Он популярен в четырехгранных плоских упаковках. Причина в том, что тонко протравленные или штампованные выводные рамки позволяют QFP содержать больше выводов и иметь меньший профиль для улучшения электрических характеристик с более короткими межсоединениями. Более тонкие и гибкие выводы типа «крыло чайки» также обеспечивают лучшую вторичную надежность (надежность между корпусом и печатной платой). Как правило, крупномасштабные или сверхкрупномасштабные ИС упаковываются в эту форму корпуса, и их количество контактов обычно составляет 100 или более. Его меньший размер корпуса и более низкие паразитные параметры делают его пригодным для высокочастотных приложений; технология в первую очередь подходит для монтажа проводки на печатных платах с использованием технологии поверхностного монтажа SMT.Конечно, есть много других различные типы пакетов печатных плат на JHD для удовлетворения различных условий.

Пакет QFP имеет следующие особенности:

  • Простота эксплуатации и высокая надежность технологии при компоновке процессоров.
  • Его меньший форм-фактор корпуса и уменьшенные паразитные параметры делают его пригодным для высокочастотных приложений.
  • Технология в первую очередь подходит для монтажа проводки на печатных платах с использованием технологии поверхностного монтажа SMT. 

Подложки для технологии упаковки QFP.

Подложки для технологии упаковки QFP бывают керамические, металлические и пластиковые. По объему пластиковые упаковки составляют большинство. Если материал не указан, пластиковый QFP является наиболее популярным многовыводным корпусом БИС. Он используется для аналоговых схем БИС, таких как обработка сигналов видеомагнитофона и аудиосигналов, в дополнение к цифровым логическим схемам БИС, таким как микропроцессоры и дисплеи вентилей.
Расстояние между центрами контактов составляет 1,0 мм, 0,8 мм, O,65 мм, 0,5 мм, 0,4 мм, 0,3 мм и т. д. Максимальное количество контактов в спецификации с шагом между центрами 0,65 мм составляет 304. Профиль Quad Flat Package (толщина 1,4 мм ) и Thin Quad Flat Package (TQmin Quad Flat Package, толщина 1,0 мм). Кроме того, некоторые производители LSI называют QFP с центрами контактов 0,5 мм термоусадочными QFP, SQFP или VQFP, в то время как другие называют QFP с центрами контактов 0,65 мм и 0,4 мм SQFP. В области логических БИС многие разработки и высоконадежные продукты доступны в многослойных керамических корпусах QFP. Также доступны продукты с минимальным расстоянием между центрами контактов 0,4 мм и максимальным количеством контактов 348. Недостаток корпуса QFP заключается в том, что штифты имеют тенденцию изгибаться, когда расстояние между центрами штифтов составляет менее 0,65 мм. Чтобы предотвратить деформацию штифта, появилось несколько улучшенных вариантов QFP. 

Какие существуют типы пакетов QFP?

Четырехместный плоский пакет доступен во многих материалах и модельных рядах. Они используются инженерами в разной степени в зависимости от сложности конструкции печатной платы и сценариев применения.
Многочисленные ИС с четырьмя плоскими корпусами имеют множество аббревиатур. Вот некоторые примеры.  

Корпус микросхемы для поверхностного монтажа, называемый «Тонкая четырехъядерная плоская упаковка», имеет выводы типа «крыло чайки» на каждой из четырех сторон.
TQFP доступен в различных размерах корпуса от 5 кв. мм. до 20 кв. мм. TQFP, с другой стороны, имеет количество выводов в диапазоне от 32 до 176. Типичные значения шага выводов, используемые для TQFP, составляют: 0,4 мм, 0,5 мм, 0,65 мм, 0,80 мм и 1,0 мм. Типичная толщина корпуса TQFP составляет 1,0 мм. 

Свойства некоторых TQFP (техническое описание пакета TQFP)
ЧастьКол-во булавокРазмер телаТолщина телаВедущая подача
TQFP-32327 мм х 7 мм1 мм0,8 мм
TQFP-444410 мм х 10 мм1 мм0,8 мм
TQFP-646410 мм х 10 мм1 мм0,5 мм
TQFP-12812814 мм х 14 мм1 мм0,4 мм

Низкопрофильный Quad Flat Pack — это тонкая (1,4 мм) версия QFP, пластикового корпуса на основе штифтовой рамы с выводами типа «крыло чайки» со всех четырех сторон. LQFP предлагают до 208 контактов для конструкций с высоким вводом-выводом при сохранении тонкости. требования. Они используются в основных приложениях, чувствительных к стоимости.
LQFP помогает решить такие проблемы, как повышенная плотность платы, графики усадки микросхем, более тонкие профили конечного продукта и портативность. Размер основного корпуса колеблется от 7 х 7 мм до 28 х 28 мм. В этом виртуальном пакете компонентов qfp используются медные выводные рамки. Шаг выводов, доступный для тонких четырехугольных плоских корпусов, составляет 0,4 мм, 0,5 мм, 0,65 мм и 0,80 мм. типичная толщина корпуса составляет 1,4 мм. 

Свойства некоторых LQFP (техническое описание пакета LQFP)
ЧастьКол-во булавокРазмер телаТолщина телаВедущая подача
LQFP-48487 мм х 7 мм1,4 мм0,5 мм
LQFP-64647 мм х 7 мм1,4 мм0,4 мм
LQFP-10010014 мм х 14 мм1,4 мм0,5 мм
LQFP-12812814 мм х 14 мм1,4 мм0,4 мм
LQFP-12812814 мм х 20 мм1,4 мм0,5 мм
LQFP-14414420 мм х 20 мм1,4 мм0,5 мм
LQFP-21621624 мм х 24 мм1,4 мм0,4 мм

QFP, LQFP и TQFP представляют собой квадратные плоские корпуса, и с точки зрения толщины (QFP>LQFP>TQFP) корпуса печатных плат LQFP и TQFP могут быть одинаковыми при условии, что размер корпуса или шаг выводов одинаковы. И QFP не может быть общим с этими двумя. 

Корпус ИС для поверхностного монтажа, известный как Metric Quad Flat Pack (MQFP), имеет выводы в виде крыла чайки на каждой из четырех сторон, что представляет собой корпус выводной рамы в пластиковой капсуле с выводами в форме крыльев чайки на всех четырех сторонах. Предлагая высокий уровень тепловых и электрических характеристик, он предназначен для приложений с ограниченным бюджетом. У дизайнеров есть гибкость и удобство, чтобы легко удовлетворить требования к упаковке различных конструкций устройств благодаря доступности упаковки в различных размерах и количестве контактов.

Свойства некоторых MQFP (техническое описание пакета MQFP)
ЧастьКол-во булавокРазмер телаТолщина телаВедущая подача
MQFP-444410 мм х 10 мм2 мм0,8 мм
MQFP-525214 мм х 14 мм2 мм0,8 мм
MQFP-12012028 мм х 28 мм3,5 мм0,8 мм
MQFP-20820828 мм х 28 мм3,5 мм0,5 мм
MQFP-24024032 мм х 32 мм3,2 мм0,5 мм

Плоский четырехъядерный корпус с бампером (корпус BQFP): для защиты выводов от физического повреждения перед подключением компонента этот тип четырехъядерного плоского корпуса имеет удлинители на каждом из четырех углов. Легкость, с которой штифты могут быть повреждены и согнуты, является одной из основных проблем QFP. Из-за очень маленького шага ремонт устройства с погнутыми контактами обычно очень сложен и экономически нецелесообразен. 

Интегральные схемы, особенно с большим количеством выводов, могут выделять много тепла, особенно те, которые имеют большое количество выводов. Из-за этого рассеивания тепла эти ИС в конечном итоге имеют высокий уровень схемотехники. Тепло, рассеиваемое этой микросхемой, необходимо отводить от них для повышения производительности. Для этого необходимо заменить несколько штифтов на более толстые. Эти штифты обычно должны находиться в середине противоположной стороны. Эти сменные контакты должны быть припаяны к большей контактной площадке печатной платы с наибольшей медной площадью. С такой установкой это устройство может отводить много тепла от IC. 

LQFP, или низкопрофильные четырехъядерные плоские пакеты, создаются с использованием показателей MQFP и QFP. Они тоньше, их толщина составляет всего 1,44 мм, что означает, что их можно использовать в компонентах, имеющих проблемы с высотой.
Спецификации LQFP можно определить следующим образом: 

  1. Размер свинцовой рамы – 2,0 мм;
  2. Количество лидов – от тридцати двух до двухсот пятидесяти шести;
  3. Размер тела – колеблется от 28 х 28 миллиметров до 5 х 5 миллиметров;
  4. Шаги свинца – доступны в четырех различных вариантах: 0,3, 0,4, 0,5 и 0,65 мм.
  • Пакет CQFP: керамический четырехъядерный плоский корпус.
  • Пакет EQFP: четырехъядерный плоский пластиковый корпус.
  • Пакет FQFP: четырехъядерный плоский корпус с мелким шагом.
  • Корпус NQFP: четырехъядерный плоский корпус размером с чип.
  • Пакет SQFP: небольшой четырехъядерный плоский корпус.
  • Пакет VQFP: очень маленький четырехъядерный плоский корпус.
  • Пакет VTQFP: очень тонкий четырехъядерный плоский корпус.
  • Пакет BQFPH: четырехъядерный плоский пакет с бампером и теплоотводом.
  • Пакет HLQFP: низкопрофильный четырехъядерный плоский корпус с термоусиленным покрытием. 

Практичность пакета QFP.

Четырехсторонний плоский корпус QFP обычно используется во многих электронных схемах и сборках. Такая форма корпуса может вместить большое количество межсоединений вокруг устройства. Поскольку многие стили пакетов qfp ic (полное название пакета qfp ic) становятся более сложными, эта форма пакета для поверхностного монтажа может обеспечить высокий уровень подключения, необходимый в удобном формате. Он часто используется в цепях промежуточной частоты, высокочастотных цепях, микропроцессорах, аудиосхемах, силовых цепях и других областях.
Несмотря на то, что четырехъядерный плоский корпус QFP работает эффективно, необходимо учитывать несколько моментов. 

  • Повреждение штифта QFP: Выводы на QFP маленькие и расположены близко друг к другу. Их можно легко повредить и деформировать при неправильном обращении. Их также очень сложно правильно модифицировать. С ними нужно обращаться осторожно, чтобы не повредить их, и их часто отправляют в специальной «вафельной» упаковке для обеспечения достаточной безопасности. Эта упаковка может использоваться для сборки бондера, обеспечивая минимальные манипуляции и минимизируя риск повреждения.
  • Плотность дорожек печатной платы: Очень большое количество выводов, которые может разместить QFP, означает, что при проектировании печатных плат необходимо проявлять особую осторожность. Большое количество выводов может привести к затрудненной плотности дорожек вокруг устройства. Чтобы не нарушались правила проектирования, может потребоваться тщательная трассировка и проектирование.
    Благодаря своим преимуществам, четырехъядерные плоские корпуса широко используются в электронной промышленности, обеспечивая быстрое, эффективное и надежное производство очень сложных компонентов.

Каковы технические трудности пакета QFP?

Хотя пакет QFN обладает уникальными преимуществами продукта высокой плотности. Но их правильное использование также требует решения некоторых конкретных технических проблем, в том числе: 

  • Сварка-
    Поскольку QFN имеет относительно малый шаг выводов припоя, необходимо уделять внимание проблемам пайки в процессе соединения припоем. Избегайте таких дефектов, как: подрезы, валики сварного шва, дуговые кратеры, поверхностные поры, шлаковые включения, непровары, поверхностные трещины, непровары и неправильное положение шва. Кроме того, из-за того, что корпус QFN не содержит свинца, могут возникнуть некоторые проблемы при его распайке.
  • Производство-
    Пакеты QFN могут иметь очень хорошие результаты при использовании в больших объемах и сборках с малым количеством компонентов. Но это будет более хлопотно в случае мелкосерийной и многокомпонентной сборки. На этапе производства печатных плат две связи будут напрямую влиять на стабильность упаковки QFN.
    Конструкция печатной платы: Осуществимость проектирования печатной платы и правильное размещение компонентов IC напрямую повлияет на нормальную передачу сигналов, власть и контроль импеданса. Хотя QFN очень эффективны, им требуется стабильная и контролируемая среда маршрутизации, чтобы воспользоваться их преимуществами.
    Трафарет: Общеизвестно, что целостность и правильное положение контактной площадки напрямую влияет на качество корпуса IC. Точная толщина трафарета и дизайн апертуры могут обеспечить точность прокладки. Как правило, мы рекомендуем, чтобы расстояние между положением контактной площадки и контактным штифтом контролировалось в диапазоне 0,2–0,3. Соотношение площадок диафрагмы составляет 0,8: 1 или находится в этом диапазоне.
  • Совместимость-
    Корпус QFN чувствителен к изменению размеров печатной платы (печатная плата склонна к изгибу из-за внешнего давления во время онлайн-тестирования и испытаний на отжиг) и механика сборки. Поскольку процесс QFN не содержит свинца, он становится хрупким, когда проходит практику CM или OEM.

Примечания к процессу упаковки QFP.

Повреждение четырехъядерного плоского пакета:
Выводы QFP очень маленькие, и расстояние между ними небольшое. Их расположение и размер делают их восприимчивыми к повреждениям, которые трудно восстановить. Чтобы обеспечить безопасность этих устройств, их следует бережно хранить, чтобы снизить риск повреждения. Мы советуем вам упаковать их в специальную «вафельную» упаковку для надлежащей защиты, если вы собираетесь их пересылать. 

Отслеживание плотности печатной платы:
Количество выводов, которое может содержать QFP, означает, что вам следует проявлять особую осторожность при проектировании печатной платы. Плотность дорожек вокруг QFP может создать проблемы, если вы допустите ошибки при проектировании печатной платы. Таким образом, тщательное проектирование и трассировка важны, чтобы гарантировать, что вы не нарушаете никаких правил проектирования.

Вывод IC изогнут:
Штифты плоских корпусов с четырехсторонними штифтами (QFP) часто изгибаются, чаще всего в частях размером 28 мм и более. Высокое качество и инерция металлической упаковки, по-видимому, могут привести к некоторому повреждению QFP, особенно если матричный лоток подвергается ударам любой формы.
Результатом является неправильное планирование, низкие показатели квалификации сборки и недовольные клиенты. Отправка деталей обратно в исходное место или выезд для их ремонта отнимает драгоценное время. Тем не менее, вы можете отремонтировать деталь самостоятельно, и часто деталь можно вернуть мастеру, который ее забраковал.

Преимущества и недостатки упаковки QFP.

Преимущества использования QFP.

  1. Вы можете использовать розетки;
  2. Он использует передовые технологии;

Многие люди считают пакеты Square QFP действительно привлекательными. Они отличаются от прямоугольных QFP тем, что имеют значительное преимущество: они позволяют корпусу QFP иметь большую плотность по сравнению с прямоугольными корпусами. 

Недостатки.

  1. Для некоторых устройств существует ограничение на частоту ввода-вывода 500 МГц.
  2. Недостаточно сложных микросхем ввода/вывода

Поскольку мы только что упомянули об одном важном преимуществе использования квадратных упаковок QFP, давайте добавим еще одно, чтобы сбалансировать ситуацию: по сравнению с прямоугольными упаковками, эти QFP легче ломаются во время транспортировки. 

Как припаять пакет QFP? (пайка, ремонт)

Процесс пайки пакетов.

Ниже перечислены два распространенных метода сборки QFP: для индивидуальных любителей (небольшая ручная сборка) и для массового производства. 

  • Процесс ручной сборки небольшого количества.
  • Высокосерийное производство.

Manual Soldering Steps

  1. Флюс колодки: Этот предварительный припой поможет удержать чип на месте и обеспечит достаточное количество флюса на контактную площадку.
  2. Выравнивание чипа: Добавьте крошечную каплю припоя на конец чистого наконечника: секрет заключается в закреплении углов и припаивании остальных контактов. Вам нужна крошечная капля припоя, свисающая с конца наконечника. Слишком много, и вы создадите мост или короткое замыкание между контактами.
    Скрепите два противоположных угла вместе: медленно сдвиньте кончик углового штифта вверх до его носка. Все, что вам нужно сделать здесь, это установить контакт между каплями припоя и контактами. Поверхностное натяжение возьмет на себя управление, как только они вступят в контакт и смоют припой с контактов. Это магия пайки поверхностного монтажа. Будьте осторожны, дважды проверьте выравнивание и, при необходимости, повторно нагрейте первоначальный штифт, прежде чем закреплять другой угол. Практически невозможно внести изменения без полного удаления микросхемы после того, как было припаяно много выводов. Даже с припоем из-за поверхностного натяжения определенное количество припоя остается под выводами.
  3. Добавьте больше флюса на верхнюю часть контактов: Вы можете выполнить эту операцию и пропустить начальный флюс контактной площадки перед исправлением углов.
  4. Продолжайте припаивать остальные контакты: Продолжайте припаивать булавку за булавкой, используя ту же технику. Немного потренировавшись, вы сможете припаивать целый ряд контактов за один раз, перетаскивая более крупные точки припоя на палец — это называется пайкой перетаскиванием. Некоторые техники, разработанные специально для этой техники, называются техниками «копыта» и «мини-волны».

A finished QFP chip

Паяльная паста наносится на металлические площадки печатной платы методом трафаретной печати. Чтобы определить количество используемой паяльной пасты, необходимо проверить толщину трафарета и его апертуру. Обратите внимание, что слишком много паяльной пасты может привести к образованию мостиков припоя. С другой стороны, небольшое количество паяльной пасты уменьшит растекание припоя. Поэтому измерение должно быть очень точным. 

Паяльная паста:
Паяльная паста (без содержания свинца) состоит из некоторого сплава SnAgCu. Размер частиц этого сплава должен подходить для печати с размером апертуры трафарета припоя.
В этом процессе лучше всего использовать пасты типа 4, так как они более эффективны. Также обратите внимание, что паяльная паста чувствительна к влажности, температуре и старению.
Размещение:
Надежное создание паяных соединений поддерживается за счет самовыравнивания, вызванного поверхностным натяжением жидкого припоя. Тем не менее, вам все равно нужно аккуратно размещать компоненты. Установка пакета вручную не рекомендуется. Вместо этого мы рекомендуем вам использовать машину для захвата и размещения, чтобы каждый раз обеспечивать точность.
Пайка оплавлением:
При сборке печатных плат QFP можно использовать печь с принудительной конвекцией для пайки оплавлением. Пайка QFP в атмосфере, наполненной азотом, улучшает качество паяных соединений. Тем не менее, для создания надежных соединений в этом нет необходимости.

На температуру паяного соединения QFP могут влиять несколько факторов:

  • Его положение на печатной плате;
  • Является ли периметр;
  • толщина печатной платы;

Для силовых блоков, в которых недостаточный QFP вниз и ток утечки являются влияющими факторами, вы должны использовать меньшее количество флюса для пайки. Не забывайте следовать рекомендациям производителя при пайке для достижения оптимального выхода.

Процесс ремонта.

Для обучения следует отбирать операторов с легким прикосновением и устойчивыми навыками. Перед ремонтом определите, подлежит ли деталь восстановлению. Не все можно спасти. Штифт может быть согнут настолько сильно, что сломается, если его просто согнуть назад. Эти операции должны выполняться на антистатическом рабочем столе и требуют надлежащего освещения и увеличения. Достаточно увеличительного стекла с подсветкой в три-четыре диоптрии. 
Оператор должен выбрать подходящий шаблон и прикрепить его к пластине. Может быть некоторое смещение, но на шаблоне и пластине должно быть достаточно места для работы с QFP. Компонент размещается на шаблоне настройки.
Затем техник выбирает различные инструменты для регулировки от грубой до все более точной настройки. Для нормальной работы может потребоваться регулировка носка и пятки, выравнивание опоры для ног, регулировка копланарности и вытягивание скрученных и погнутых штифтов с помощью пинцета.
Шаблон является хорошим инструментом для выравнивания контактов с правильным интервалом. Колени можно поставить в нужное положение, не перемещая другие штифты, как только штифты встанут в свои отверстия. Шаблон также является лучшим инструментом для окончательной проверки интервалов. Плоская пластина с неплоскостной погрешностью всего 0,00002 дюйма очень удобна для проверки схождения и копланарности.
Во время работы техник должен свести к минимуму дальнейшее изгибание провода. Превосходное качество и инерция металлической набивки, по-видимому, могут каким-то образом повредить QFP, особенно если матричный лоток испытывает какие-либо удары. Следует избегать дальнейших изгибов, чтобы кольцо оставалось в состоянии сильной усталости.

В чем разница между QFP и QFN?

Пакет QFN против пакета QFP
ОтличияQFNQFP
Основные различияВыводы простираются на все четыре стороны корпуса QFN;Поводки вытянуты в форме крыла чайки или L-образной формы;
Различия секций сборкиСредняя фиксация корпуса QFN происходит при сборке печатной платы;Даже во время сборки печатной платы выводная форма обеспечивает хорошую основу для корпуса QFP;
Различия контактовПакеты QFN имеют всего восемь контактов плюс термопрокладку;Корпуса QFP имеют несколько контактов, от 8 контактов на сторону до 70 контактов на сторону;
РазмерыМеньший профиль деталей QFN позволяет уменьшить общий размер платы для вашего проекта, что необходимо для удовлетворения требований к дизайну и дает преимущества при производстве печатных плат.Размеры упаковки QFP обычно больше, чем у их эквивалентов QFN;
ПеределкаПакеты QFN обязательно требуют использования печи оплавления;С открытыми выводами пакетов QFN проще обращаться, чем со скрытыми контактами частей QFN. С небольшой осторожностью вполне возможно вручную припаять или отпаять корпуса QFP;

Если вы не знаете, какой тип QFP подходит для вашего текущего приложения для печатных плат. Вы можете связаться с нашими инженерами, чтобы отправить файлы Gerber, и мы предоставим лучшие предложения по выбору, исходя из ваших условий применения,проектирование и производство печатных плат требования процесса при проведении бесплатной проверки файла печатной платы. Чтобы предоставить клиентам различные варианты, компания JHDPCB предлагает пакеты qfp с расстоянием между центрами штифтов 1,0 мм, 0,8 мм, 0,65 мм, 0,5 мм, 0,4 мм, 0,3 мм и т. д. Минимальное расстояние между центрами штифтов составляет 0,4 мм и максимальное количество контактов 348.Чтобы предотвратить искажение выводов, для удовлетворения потребностей клиентов доступно несколько улучшенных вариантов QFP, таких как bqfp, tqfp, gqfp и т. д. Мы также используем автомобильные упаковочные материалы и систему управления технологическим процессом для выполнения требований к доставке образцов.

Если вы хотите узнать больше о печатных платах, не забудьте посетить наш блог и другие Производство печатных плат, знание типов для более интересного контента об индустрии печатных плат. JHDPCB определенно является опытным и ответственным производителем печатных плат. 

Получите расчет стоимости печатной платы прямо сейчас

Откройте высококачественные услуги по производству печатных плат в JHDPCB

Leave a Comment