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Un paquete plano cuádruple ( QFP ) es un paquete de circuito integrado de montaje superficial con terminales en forma de "ala de gaviota" que se extienden desde cada uno de los cuatro lados. [ 1 ] El uso de zócalos en estos paquetes es poco común y el montaje de orificio pasante no es posible. Son comunes las versiones que van desde 32 a 304 pines con un paso que varía de 0,4 a 1,0 mm. Otras variantes especiales incluyen el QFP de perfil bajo (LQFP) y el QFP delgado (TQFP). [ 2 ]
Los primeros QFP se introdujeron en Japón en 1977 para proporcionar más pines en un paquete pequeño y así permitir un mayor número de dígitos en las calculadoras electrónicas . Pronto se extendió a otros dispositivos electrónicos de consumo en ese país. [ 3 ] El QFP solo se popularizó en Europa y Estados Unidos a principios de los noventa. A menudo se combina con componentes de montaje en orificio , y a veces con componentes de zócalo , en la misma placa de circuito impreso (PCB).
Un encapsulado de mayor tamaño relacionado con el QFP es el PLCC ( Plastic Leaded Chip Carrier ), que es similar pero tiene pines con una separación mayor, de 1,27 mm (o 1/20 de pulgada), curvados hacia arriba debajo de un cuerpo más grueso para simplificar el encapsulado (aunque también es posible soldarlo). Se usa comúnmente para memorias flash NOR y otros componentes programables.
Limitaciones
El paquete plano cuádruple tiene conexiones solo alrededor de la periferia del paquete. Para aumentar el número de pines, el espaciado se redujo de 50 mil (como se encuentra en los paquetes de contorno pequeño ) a 20 y luego a 12 (1,27 mm, 0,51 mm y 0,30 mm respectivamente). Sin embargo, este espaciado de pines reducido hizo que los puentes de soldadura fueran más probables y exigió más en el proceso de soldadura y alineación de las piezas durante el ensamblaje. [ 1 ] Los paquetes posteriores de matriz de cuadrícula de pines (PGA) y matriz de cuadrícula de bolas (BGA), al permitir que las conexiones se realicen en toda el área del paquete y no solo alrededor de los bordes, permitieron un mayor número de pines con tamaños de paquete similares y redujeron los problemas con el espaciado de pines reducido.
Variantes
Encapsulado plano cuádruple de perfil bajo (LQFP) de 144 pines
Encapsulado plano cuádruple delgado (TQFP) de 80 pines – microcontrolador PIC
Paquete plano cuádruple (QFP) de plástico de 304 pines con almohadilla térmica expuesta (TP)
Encapsulado plano cuádruple con tope de 100 pines (BQFP) – Cyrix Cx486SLC
Microcontrolador ST6 con encapsulado plano cuádruple cerámico (CQFP) de 80 pines
La forma básica consiste en un cuerpo plano rectangular (a menudo cuadrado) con terminales en sus cuatro lados, pero con numerosas variaciones en el diseño. Estas variaciones suelen diferir únicamente en el número de terminales, el paso, las dimensiones y los materiales utilizados (generalmente para mejorar las características térmicas). Una variación clara es el encapsulado plano cuádruple con protección ( BQFP ), que incorpora extensiones en las cuatro esquinas para proteger los terminales contra daños mecánicos antes de soldar la unidad.
El encapsulado plano cuádruple con disipador de calor ( HVQFN ) es un encapsulado sin terminales de componentes que sobresalgan del circuito integrado. Las almohadillas están espaciadas a lo largo de los lados del circuito integrado, con un chip expuesto que puede usarse como tierra. El espaciado entre pines puede variar.
Un encapsulado plano cuádruple delgado ( TQFP ) ofrece las mismas ventajas que el QFP métrico, pero es más delgado. Los QFP estándar tienen un grosor de 2,0 a 3,8 mm, según el tamaño. Los encapsulados TQFP varían desde 32 pines con un paso de 0,8 mm, en un encapsulado de 5 mm x 5 mm x 1 mm de grosor, hasta 256 pines, 28 mm cuadrados, 1,4 mm de grosor y un paso de 0,4 mm. [ 2 ]
Los TQFP ayudan a resolver problemas como el aumento de la densidad de la placa, los programas de reducción de chips, el perfil delgado del producto final y la portabilidad. El número de pines varía de 32 a 176. Los tamaños del cuerpo varían de 5 mm × 5 mm a 20 × 20 mm . Se utilizan marcos de plomo de cobre en los TQFP. Los pasos de los pines disponibles para los TQFP son 0,4 mm, 0,5 mm, 0,65 mm, 0,8 mm y 1,0 mm. El PQFP , o paquete plano cuádruple de plástico , es un tipo de QFP, al igual que el paquete TQFP más delgado. Los paquetes PQFP pueden variar en grosor de 2,0 mm a 3,8 mm. Un paquete plano cuádruple de perfil bajo ( LQFP ) es un formato de paquete de circuito integrado de montaje superficial con pines de componentes que se extienden desde cada uno de los cuatro lados. Los pines están numerados en sentido contrario a las agujas del reloj desde el punto de índice. El espaciado entre pines puede variar; Los espaciamientos habituales son intervalos de 0,4, 0,5, 0,65 y 0,80 mm.
Algunos encapsulados QFP tienen una almohadilla expuesta. Esta almohadilla, ubicada debajo o encima del QFP, puede funcionar como conexión a tierra o disipador de calor. Generalmente, la almohadilla tiene un tamaño de 10 mm² o más , y al estar soldada al plano de tierra, permite la transferencia de calor a la placa de circuito impreso (PCB). Esta almohadilla expuesta también proporciona una conexión a tierra sólida. Este tipo de encapsulados QFP suelen tener el sufijo -EP (por ejemplo, LQFP-EP 64) o un número impar de pines (por ejemplo, TQFP-101).
Paquete QFP de cerámica
Los paquetes QFP de cerámica vienen en dos variantes: CERQUAD y CQFP:
Paquetes CERQUAD
En este caso, el marco de conexión se fija entre dos capas cerámicas del encapsulado. El marco de conexión se fija mediante vidrio. Este encapsulado es una variante del encapsulado CERDIP. Los encapsulados CERQUAD son la alternativa de bajo coste a los encapsulados CQFP y se utilizan principalmente en aplicaciones terrestres.
Los principales fabricantes de encapsulados cerámicos son Kyocera, NTK,... y ofrecen la gama completa de pines.
Paquetes CQFP
Aquí, los terminales se sueldan sobre el encapsulado. El encapsulado es multicapa y se ofrece como HTCC (cerámica cocida a alta temperatura). El número de capas de unión puede ser uno, dos o tres. El encapsulado tiene un acabado de níquel más una gruesa capa de oro, excepto donde se sueldan los terminales y los condensadores de desacoplamiento. Estos encapsulados son herméticos. Se utilizan dos métodos para lograr el sellado hermético: aleación eutéctica de oro-estaño (punto de fusión 280 °C) o soldadura por costura. La soldadura por costura produce un aumento de temperatura significativamente menor en el interior del encapsulado (por ejemplo, en la unión del chip). Este es el encapsulado principal utilizado en proyectos espaciales.
Debido al gran tamaño de los encapsulados CQFP, los efectos parásitos son importantes para este tipo de encapsulado. El desacoplamiento de la fuente de alimentación se mejora al montar los condensadores de desacoplamiento en la parte superior del encapsulado. Por ejemplo, TI ofrece encapsulados CQFP de 256 pines donde se pueden soldar condensadores de desacoplamiento en la parte superior del encapsulado [ 6 ]. Por ejemplo, Test-expert ofrece encapsulados CQFP de 256 pines donde se pueden soldar condensadores de desacoplamiento en la parte superior del encapsulado [ 7 ] .
Los principales fabricantes de encapsulados cerámicos son Kyocera (Japón), NTK (Japón), Test-Expert (Rusia), etc., y ofrecen la gama completa de pines. El número máximo de pines es de 352.
Véase también
- portador de chips
- Matriz de pines : un diseño alternativo de disposición de pines para circuitos integrados
- Paquete doble en línea
Referencias
- 1 2 Greig, William J. (2007). Empaquetado, ensamblaje e interconexiones de circuitos integrados . Springer. págs. 35-26 . ISBN 978-0-387-28153-7.
- 1 2 Cohn, Charles; Harper, Charles A., eds. (2005). Paquetes de circuitos integrados sin fallos . McGraw-Hill . págs. 22–28 . ISBN 0-07-143484-4.
- ↑ "Tecnología de empaquetado, década de 1970" . Museo de Historia de los Semiconductores de Japón .
- ↑ "Hoja de datos de la unidad de administración de bus de campo AMIS-492x0" (PDF) .
- ↑ "Hoja de datos AAT3620" (PDF) .
- ↑ "Ceramic Quad Flatpack (CQFP)" (PDF) .
- ↑ "Корпус микросхемы МК 4244.256-3 (tipo CQFP)" . Archivado desde el original el 23 de julio de 2021 . Consultado el 7 de noviembre de 2017 .
Enlaces externos
- Documentación HVQFN en NXP Semiconductors
- Más información sobre HQVFN archivada el 21/10/2019 en Wayback Machine .
- Información sobre el encapsulado PQFP de Integrated Silicon Solution, Inc. ( PDF )
- portadores de chips
