Qfp корпус: Корпуса QFP, LQFP, TQFP. Чертежи корпусов импортных микросхем.

Основу конструкции составляет стеклотекстолитовая пластина толщиной 4 мм, к которой болтами М5 и гайками прикручены два гардинных уголка размером 120×55×17×3.5 мм (Рисунок 1).

Можно использовать любую галогеновую лампу на 12 В мощностью 60-100 Вт (с двумя спиралями) . Цоколь лампы вставляется в ответный разъем («фишка»), который прикручен к стеклотекстолитовой пластине тремя винтами М2.

AN4388, Quad Flat Package (QFP)

%PDF-1.5 % 1 0 объект > /Метаданные 2 0 R /Имена 3 0 Р /OpenAction [4 0 R /XYZ null null null] /Контуры 5 0 R /PageLabels 6 0 R /PageMode /UseOutlines /Страницы 7 0 Р /StructTreeRoot 8 0 R /Тип /Каталог >> эндообъект 9 0 объект > эндообъект 2 0 объект > транслировать application/pdf

Freescale Semiconductor, Inc.

Фундаментальный анализ корпусов QFP и QFN — производство печатных плат и сборка печатных плат

Вы работаете с программируемыми модулями, печатными платами или микрокомпьютерами? схемы (ИС), которые функционируют соответствующим образом. Столкнувшись с этой дилеммой, некоторые люди обращаются к QFP (Quad Flat Package), а другие к пакету QFN (Quad Flat N0-lead). Но работают ли они одинаково? Существуют ли существенные различия в технологичности, прототипируемости или стоимости между ними? Что ж, в этой статье мы подробно рассмотрим QFN и QFP, а затем сравним и сопоставим их, чтобы увидеть, есть ли существенные различия между ними. Мы также ответим на такие вопросы, как, если у этих двух есть какие-либо существенные различия, какой из двух вы должны рассмотреть для своего проекта?Так что следуйте за нами, и позвольте нам помочь вам сделать мудрый выбор IC со всеми фактами на месте, больше никаких азартных игр!

Сначала давайте посмотрим на упаковку QFN, а затем мы перейдем к QFP.

Комплект QFN

Комплект QFN (четырехплоский без выводов) представляет собой полупроводниковый комплект, соединяющий ASCIC с печатной платой (PCB). Для этого в QFN используется SMT (технология поверхностного монтажа).

QFN также представляет собой пакет на основе выводной рамки, известный как CSP (пакет масштабирования чипа), поскольку он позволяет контактировать и видеть вывод даже после сборки. Тем не менее, медно-выводной каркас, используемый в процессе, компенсирует сборку кристалла печатной платы QFN и пакеты межсоединений. QFN также могут иметь несколько или одиночные ряды выводов, а не оба.

Пакеты QFN с однорядной конфигурацией формируются с использованием следующих процессов:

• Процессор разделения пилой
• Процесс разделения перфоратором

Обе эти процедуры разделяют обширную коллекцию пакетов на отдельные пакеты.

Что касается многорядных QFN, то они подвергаются процессу травления меди, чтобы получить количество рядов и контактов, предпочитаемое производителем. После этого процесса пила прорежет образовавшиеся штифты и ряды, и тогда у вас получится многорядный QFN.

Кроме того, QFN поставляются с открытой термопрокладкой, закрепленной под упаковкой. Таким образом, вы можете припаять пакет напрямую к печатной плате, если хотите добиться оптимальной передачи тепла от кристалла.

Типы QFN

Упаковки QFN выпускаются в различных вариантах, включая:

Литой пластиковый

QFN формованный пластиковый, что интересно, является одним из самых дешевых QFN, которые вы можете найти на рынке. У него нет крышки, плюс он состоит только из двух секций:

• Медный выводной каркас
• Пластиковый композитный компаунд

Однако эти области применения QFN лежат в диапазоне частот от 2 до 3 ГГц.

QFN с воздушной полостью

Как видно из названия, QFN с воздушной полостью имеют в упаковке воздушную полость. Эти QFN состоят из трех секций, а именно:

1. Керамическая или пластиковая крышка
2. Медная свинцовая рамка
3. Корпус, отлитый из пластика (открытый и без каких-либо пломб)

Эти QFN довольно дорогие по сравнению с другими QFN из-за их конструкции. Однако они стоят своих денег, так как имеют более широкую сферу применения; они могут работать с приложениями в диапазоне частот от 20 до 25 ГГц.

Смачиваемые боковые поверхности QFN

«Смачиваемые боковые стороны» QFN имеют возвышение, отражающее смачивание припоем. Поэтому, как проектировщик, вы можете визуально проверить, правильно ли установлены контактные площадки на вашей печатной плате.

QFN пуансонного типа

Пакеты QFN пуансонного типа отформованы в виде установки с одной матрицей. Затем пуансон разделяет формованную полость. Итак, теперь вы знаете, почему он известен как QFN ударного типа. Тем не менее, вы можете получить одну упаковку, используя этот метод, благодаря этой процедуре сборки.

Распиленный тип QFN

Эти комплекты включают использование процесса массива пресс-форм (MAP) для целей формования. Процесс MAP включает в себя разрезание одного массивного бокс-сета на более мелкие куски или части. После этого отсортируйте распиленные типы, чтобы завершить процесс создания пакета QFN распиленного типа.

Flip Chip QFN

Flip-chip — это менее дорогой литой корпус QFN, в котором используется соединение флип-чипов с медным выводным каркасом.

Поскольку они имеют более короткий электрический путь, они идеально подходят для электрических приложений QFN.

QFN Wire Bond

Эти комплекты подключаются непосредственно к дорожкам ИС (интегральной схемы), полупроводникам или печатным платам. Они подключаются к этим компонентам с помощью проводов, подключенных к клемме чипа.

Преимущества использования пакетов QFN

1. У корпусов QFN нет проблемы копланарности выводов
2. У них крошечные размеры; это помогает с точки зрения экономии места
3. В этих корпусах используется обычное оборудование для поверхностного монтажа для сборки печатной платы
4. Эти корпуса относительно тонкие (менее 1 мм)
5. QFN обладают невероятными тепловыми характеристиками
6. Поскольку QFN имеют небольшой размер , вы можете разместить их близко к компонентам платы.
7. Имеют впечатляющие электрические характеристики
8. Их полупроводниковая упаковка не дорогая

Проблемы с QFN

Несмотря на то, что QFN довольно хороши, они имеют некоторые проблемы, в том числе: является решающим фактором для рассмотрения. Несмотря на то, что QFN довольно эффективны, у разработчиков печатных плат, как правило, возникают с ними проблемы. Видите ли, когда дело доходит до снижения количества ошибок при перекомпоновке и размещении, они, как правило, сталкиваются с некоторыми проблемами.

QFN хорошо работают, когда они работают с большими объемами продукции с малым ассортиментом. Однако, когда они сталкиваются с ситуацией с низким объемом и большим количеством заказов, все становится немного запутанным. Еще хуже то, что эта проблема затрагивает две основные области:

• Дизайн трафарета
• Дизайн платы

Поэтому при работе с дизайном трафарета необходимо иметь точную толщину трафарета и дизайн апертуры. Если эти два не точны, то результаты будут катастрофическими. Например, если вы используете слишком много пасты или пустот, это существенно повлияет на дизайн трафарета. Поэтому было бы полезно, если бы вы строго придерживались рекомендаций, предоставленных производителем. В этом случае толщина пайки должна быть в пределах 2-3 мил.

Соотношение апертура-площадка также должно быть 0,8:1 или в пределах этого диапазона для достижения оптимальных результатов. Кроме того, убедитесь, что конструкция контактной площадки находится на расстоянии 0,2–0,3 от площади основания упаковки.

Проблемы с пайкой

Поскольку корпуса QFN имеют узкий шаг между контактными площадками, это создает проблему пайки, известную как перемычка припоем. Кроме того, поскольку в корпусах QFN нет свинца, вы можете столкнуться с некоторыми трудностями при попытке их отпайки.

Проблемы совместимости

Корпуса QFN могут страдать от изменения размеров части или платы, с которой они работают. Почему это происходит, спросите вы? Ну, это происходит потому, что в пакетах QFN нет свинца. Следовательно, они становятся менее надежными всякий раз, когда они испытывают некоторые номинальные методы CM или OEM.

Другим изменением размеров этого пакета является изгиб платы. Это означает, что всякий раз, когда вы подвергаете эти пакеты таким действиям, как присоединение к плате, внутрисхемное тестирование и так далее. Тогда вы подвергаете их довольно сильному стрессу. Почему это происходит? Ну, это происходит потому, что в этих пакетах нет гибких и длинных медных выводов.

Сборка QFN

Печать паяльной пасты

Первым этапом процесса сборки QFN-печатной платы должна быть печать пайкой. Процесс печати припоем включает в себя равномерное нанесение паяльной пасты на печатную плату. Вы должны выполнить этот процесс перед тем, как перейти к процессу размещения.

Размещение компонента

После печати паяльной пасты вы можете перейти к встраиванию вашей интегральной схемы QFN в вашу печатную плату на основе макета печатной платы. Точность и аккуратность очень важны для этой части. Вы можете использовать инструмент точности и прецизионности для точной подгонки вашего компонента, даже с проблемой чрезмерной плотности соединений.

Предварительный контроль

Предварительный контроль очень важен, так как перед этим необходимо убедиться, что печатная плата подходит или подходит для помещения в печь оплавления. Пока вы этим занимаетесь, вы можете подняться выше, проверив наличие загрязнений на поверхности платы, которые могут помешать методу пайки.

Переходите к пайке оплавлением

Убедившись, что печатная плата находится в достойном состоянии, вы можете поместить ее в печь для пайки оплавлением. Помните, что перед этим этапом вы должны тщательно осмотреть печатную плату.

Проверка платы после пайки оплавлением

На этом этапе мы стремимся подтвердить качество припоя.

Кроме того, для надлежащей сборки этого компонента вам потребуются соответствующие размеры печатной платы и трафарет. Теперь вы можете работать, основываясь на задуманном вами дизайне, с этими двумя на месте.

Пайка QFN

Пайка QFN очень важна при сборке. Как мы можем достичь этого сложного подвига? Ну вот как.

Когда печатная плата присоединяется к печи оплавления, некоторые части начинают нагреваться быстрее, чем другие. Почему это происходит? Что ж, это происходит из-за колебаний температуры в вашей печи оплавления.

Части, которые нагреваются быстрее, становятся легче, а те, которые нагреваются намного позже, содержат больше меди. Имея это в виду, вы можете использовать термопары для выполнения всего процесса и достижения лучших результатов.

Термопары помогают контролировать температуру поверхности QFN. Они также проверяют, чтобы температура корпуса упаковки не превышала каких-либо типичных значений.

Доработка собранного компонента

Если вы столкнулись с дефектом после сборки QFN, вы можете доработать этот конкретный компонент, удалив и заменив его. Для этой конкретной цели доступны уникальные ремонтные станции.

Компоненты ремонтной станции включают в себя:

• Система разделения света — для наблюдения за нижней частью упаковки QFN и местом на печатной плате.
• Таблица X–Y – используется для выравнивания
• Система горячего воздуха с верхним и нижним нагревателями – используется для удаления компонентов

Процесс доработки происходит следующим образом

• Начните с проведения процедуры предварительного обжига; это поможет избежать любых сбоев, связанных с влажностью.
• Затем вам нужно отпаять (помните о температурном профиле вашего компонента и платы)
• После отпайки вы можете приступить к механическому удалению компонента с печатной платы.
• После извлечения компонента очистите контактные площадки печатной платы и удалите остатки припоя.
• Следуйте описанной ранее процедуре сборки, чтобы установить следующий компонент на печатную плату.

И это все о QFN. Итак, теперь давайте посмотрим на QFP, а затем, позже, сравним их.

Пакеты QFP

Что такое QFP? QFP представляет собой корпус ИС (интегральной схемы) для поверхностного монтажа с выводами типа «крыло чайки», выступающими по обе стороны от их четырех краев. Как правило, эти пакеты широко используются очень крупными и крупномасштабными ИС. Количество выводов, используемых в этой технологии, превышает сотню, что делает ее довольно эффективной. Технология QFP упрощает работу ИС. Это также делает эти пакеты довольно надежными, когда речь идет об упаковке центрального процессора (ЦП).

QFP имеют небольшие паразитные параметры, а также довольно маленькие по размеру. Эти особенности делают их подходящими для высокочастотных приложений.

При производстве пакетов QFP используются три основных материала, а именно:

• Керамика
• Металл
• Пластик

В количественном отношении пластиковые упаковки занимают лидирующие позиции. На самом деле он настолько широко используется, что всякий раз, когда вы видите упаковочный материал QFP без этикетки. Тогда вы должны автоматически знать, что это пластик.

Основы QFP

QFP бывают двух вариантов формы, прямоугольной и квадратной:

1. Прямоугольная – количество штифтов, выходящих с каждой стороны, отличается из-за разной длины. На одной стороне может быть больше контактов по сравнению с другой.
2. Квадрат – у них одинаковое количество штифтов на каждой стороне, так как они имеют одинаковую длину.

Пакеты QFP состоят из двух частей: верхней и нижней. Эти две секции затем склеиваются вместе, чтобы сформировать полный пакет QFP. Выводы QFP обычно загнуты вниз для облегчения подключения к печатной плате. Штыри просто касаются печатной платы, что делает процесс пайки довольно простым.

Интегральные схемы QFP различаются по формату, а также по количеству используемых контактов. Однако QFP часто имеют квадратную форму, а количество контактов в основном составляет около 256 или более.

По определению, QFP с 256 контактами означает, что он обычно имеет около шестидесяти четырех контактов, выступающих с обеих сторон корпуса. Однако некоторые меньшие QFP могут иметь только тридцать два контакта, что означает, что у них по восемь контактов с каждой стороны. В этом примере мы предполагаем, что пакеты имеют квадратную форму.

Варианты упаковки QFP

Как указано выше, QFP выпускаются во многих различных вариантах, в том числе:

Плоская четырехъядерная упаковка с бампером (BQFP)

Эти QFP имеют удлинители на каждом из четырех углов. Удлинители защищают выводы от любых механических повреждений, прежде чем вы припаяете этот пакет к печатной плате.

Одна из основных проблем QFP заключается в том, насколько легко повреждаются или изгибаются направляющие штифты. А из-за их мелкого шага ремонт устройства с погнутыми контактами становится практически невозможным.

Quad Flat Pack с бампером и распределителями тепла

В этих QFP используются защитные штифты, расположенные по углам устройства. Кроме того, он также имеет распределители тепла, которые позволяют рассеивать более высокие уровни мощности для повышения эффективности.

Четырехплоскостные керамические упаковки

В этих упаковках используется керамика, что повышает их качество и эффективность.

Корпуса Quad Flat с мелким шагом

Эти корпуса представляют собой QFP с довольно мелким шагом контактов, как следует из их названия.

Quad Flat Pack с теплоотводом

Интегральные схемы могут рассеивать довольно много тепла, особенно те, которые имеют большое количество выводов. Из-за этого рассеивания тепла эти ИС в конечном итоге имеют высокие уровни схемы. Тепло, рассеиваемое этой ИС, необходимо отводить от них для лучшей производительности. Для этого вы должны заменить пару штифтов, часто находящихся в центральной части противоположной стороны, на более толстые штифты. Припаяйте эти сменные контакты к большей контактной площадке на печатной плате с большим медным участком. С такой настройкой это устройство может рассеивать много тепла от ИС.

Низкопрофильные пакеты Quad Flat

Низкопрофильные пакеты Quad Flat или просто LQFP основаны на показателях 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 могут быть определены следующим образом:

1. Размер выводной рамы – 2,0 мм
2. Количество выводов – варьируется от тридцати двух до двухсот пятидесяти шести
3. Размер корпуса – варьируется от 28 x 28 миллиметров до 5 х 5 миллиметров
4. Шаг свинца – поставляется в четырех различных вариантах: 0,3, 0,4, 0,5 и 0,65 мм

Метрические квадратные плоские упаковки

Эти QFP имеют размеры, определенные в метрических единицах. Обычные QFP, с другой стороны, используют имперские единицы измерения. Они определяют расстояние между штифтами и так далее в терминах имперских, а не метрических размеров.

Пластиковые упаковки Quad Flat

Эти упаковки изготовлены из пластика.

Упаковки Thin Quad Flat

TQFP — низкопрофильный вариант QPF. Они имеют высоту 1 мм и стандартную площадь основания выводной рамки 2,0 мм. Эти пакеты изготовлены с использованием пластика.

Проблемы, на которые следует обратить внимание при работе с QFP