
クワッドフラットパッケージ(QFP)は、4つの側面それぞれから「ガルウィング」リードが伸びている表面実装型集積回路パッケージです。 [ 1 ]このようなパッケージをソケットに取り付けることはまれで、スルーホール実装は不可能です。32ピンから304ピンまでのバージョンがあり、ピッチは0.4mmから1.0mmまで です。その他の特殊なバリエーションには、ロープロファイルQFP(LQFP)と薄型QFP(TQFP)があります。[ 2 ]
最初の QFP は、電子計算機の桁数を増やすために、小型パッケージに多くのピンを持たせる目的で 1977 年に日本で導入されました。すぐに日本国内の他の家電製品にも普及しました。 [ 3 ] QFP がヨーロッパや米国で一般的になったのは90 年代初頭になってからです。同じプリント基板(PCB) 上に、穴実装部品やソケット部品と混在することがよくあります。
QFPに関連する大型パッケージとして、プラスチックリード付きチップキャリア(PLCC)があります。これはQFPと似ていますが、ピンピッチが1.27mm (または1/20インチ)と大きく、厚みのある本体の下側が上向きに湾曲しているため、ソケットへの取り付けが容易です(はんだ付けも可能です)。NORフラッシュメモリやその他のプログラマブルコンポーネント によく使用されます。
クワッドフラットパックは、パッケージの外周にのみ接続部があります。ピン数を増やすために、間隔は50ミル(小型アウトラインパッケージに見られるもの)から20ミル、後に12ミル(それぞれ1.27 mm、0.51 mm、0.30 mm)に縮小されました。しかし、この狭いリード間隔により、はんだブリッジが発生しやすくなり、はんだ付けプロセスと組み立て時の部品の位置合わせに高い要求が課せられました。[ 1 ]後期のピングリッドアレイ(PGA)およびボールグリッドアレイ(BGA)パッケージでは、パッケージの端だけでなく領域全体に接続部を設けることができるため、同様のパッケージサイズでより多くのピン数を実現し、狭いリード間隔の問題を軽減しました。
The basic form is a flat rectangular (often square) body with leads on four sides but with numerous variation in the design. These differ usually only in lead number, pitch, dimensions, and materials used (usually to improve thermal characteristics). A clear variation is bumpered quad flat package (BQFP) with extensions at the four corners to protect the leads against mechanical damage before the unit is soldered.
Heat sink quad flat package, heatsink very thin quad flat-pack no-leads (HVQFN) is a package with no component leads extending from the IC. Pads are spaced along the sides of the IC with an exposed die that can be used as ground. Spacing between pins can vary.
A thin quad flat pack (TQFP) provides the same benefits as the metric QFP, but is thinner. Regular QFP are 2.0 to 3.8 mm thick depending on size. TQFP packages range from 32 pins with a 0.8 mm lead pitch, in a package 5 mm by 5 mm by 1 mm thick, to 256 pins, 28 mm square, 1.4 mm thick and a lead pitch of 0.4 mm.[2]
TQFPs help solve issues such as increasing board density, die shrink programs, thin end-product profile and portability. Lead counts range from 32 to 176. Body sizes range from 5 mm × 5 mm to 20 × 20 mm. Copper lead-frames are used in TQFPs. Lead pitches available for TQFPs are 0.4 mm, 0.5 mm, 0.65 mm, 0.8 mm, and 1.0 mm. PQFP, or plastic quad flat pack, is a type of QFP, as is the thinner TQFP package. PQFP packages can vary in thickness from 2.0 mm to 3.8 mm. A low-profile quad flat package (LQFP) is a surface mountintegrated circuit package format with component leads extending from each of the four sides. Pins are numbered counter-clockwise from the index dot. Spacing between pins can vary; common spacings are 0.4, 0.5, 0.65 and 0.80 mm intervals.
QFPパッケージの中には、露出パッドを持つものがあります。露出パッドとは、QFPの下または上に設けられた追加のパッドで、グランド接続やパッケージのヒートシンクとして機能します。パッドのサイズは通常10mm²以上で、グランドプレーンにはんだ付けされているため、熱がPCBに伝わります。この露出パッドは、確実なグランド接続も提供します。このようなQFPパッケージには、末尾に-EPが付くもの(例:LQFP-EP 64)や、リード数が奇数のもの(例:TQFP-101)などがあります。
セラミックQFPパッケージには、CERQUADとCQFPの2種類があります。
このパッケージでは、リードフレームは2つのセラミック層の間に取り付けられています。リードフレームはガラスを用いて取り付けられています。このパッケージはCERDIPパッケージの派生型です。CERQUADパッケージはCQFPパッケージの低コスト代替品であり、主に地上用途に使用されます。
主なセラミックパッケージメーカーは京セラ、NTKなどであり、全ピン数範囲の製品を提供しています。
リード線はパッケージ上部に半田付けされています。このパッケージは多層構造で、HTCC(高温同時焼成セラミック)として提供されます。ボンディングデッキの数は1層、2層、または3層です。リード線とデカップリングコンデンサがパッケージ上部に半田付けされている部分を除き、パッケージはニッケルと厚い金層で仕上げられています。これらのパッケージは気密構造です。気密シールを実現するために、共晶金-錫合金(融点280 ℃)またはシーム溶接の2つの方法が用いられます。シーム溶接では、パッケージ内部(例えば、ダイアタッチ部)の温度上昇が大幅に抑制されます。このパッケージは、宇宙プロジェクトで使用される主要なパッケージです。
CQFPパッケージは本体サイズが大きいため、寄生容量が重要になります。電源デカップリングは、デカップリングコンデンサをパッケージ上部に実装することで改善されます。例えば、TIはデカップリングコンデンサをパッケージ上部に半田付けできる256ピンCQFPパッケージを提供しています[ 6 ]。また、Test-expertもデカップリングコンデンサをパッケージ上部に半田付けできる256ピンCQFPパッケージを提供しています[ 7 ] 。
主要なセラミックパッケージメーカーは、京セラ(日本)、NTK(日本)、Test-Expert(ロシア)などであり、あらゆるピン数の製品を提供しています。最大ピン数は352ピンです。