クアッドフラットパッケージ

クアッドフラットパッケージ（QFP）は、4辺からそれぞれ「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あり、スルーホール実装は不可能です。32～304ピンのバージョンが一般的で、ピッチは0.4～1.0 mm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]

QFP コンポーネント パッケージ タイプは、日本の民生用電子機器では 1970 年代から使用されていましたが、ヨーロッパや米国では 1990 年代初頭に一般的になりました。同じプリント回路基板(PCB) 上で、穴に取り付けられたコンポーネントやソケットに取り付けられたコンポーネントと混在していることがよくあります。

QFP に関連するパッケージはプラスチック リード チップ キャリア(PLCC) です。これは QFP に似ていますが、ピンのピッチが 1.27 mm (または 1/20 インチ) と大きく、厚い本体の下で上向きに湾曲しているため、ソケットが簡単に取り付けられます (はんだ付けも可能)。これは、NOR フラッシュ メモリやその他のプログラム可能な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では、パッケージの周囲にのみ接続があります。ピン数を増やすために、間隔は50ミル（スモールアウトラインパッケージと同じ）から20ミル、さらに12ミル（それぞれ1.27 mm、0.51 mm、0.30 mm）に縮小されました。ただし、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対する要求が高まりました。^[1]後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で接続できるため、同様のパッケージサイズでより多くのピン数が可能になり、狭いリード間隔の問題が軽減されました。

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  144 ピン ロープロファイル クワッド フラット パッケージ (LQFP)
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  80 ピン薄型クワッドフラットパッケージ (TQFP) – PIC マイクロコントローラ
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  露出サーマルパッド(TP)付き 304 ピン プラスチック クワッド フラット パッケージ (QFP)
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  100 ピン バンパー クワッド フラット パッケージ (BQFP) – Cyrix Cx486SLC
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  80ピンセラミッククワッドフラットパッケージ（TQFP） – ST6マイクロコントローラ

基本的な形状は、4 辺にリード線が付いた平らな長方形 (多くの場合正方形) のボディですが、デザインにはさまざまなバリエーションがあります。これらは通常、リード線の数、ピッチ、寸法、および使用される材料 (通常は熱特性を向上させるため) のみが異なります。明らかなバリエーションは、ユニットをはんだ付けする前にリード線を機械的損傷から保護するために 4 隅に延長部があるバンパー付きクアッド フラット パッケージ( BQFP ) です。

ヒートシンク クワッド フラット パッケージ、ヒートシンク 超薄型クワッド フラット パック ノーリード( HVQFN ) は、IC から伸びるコンポーネント リードのないパッケージです。パッドは IC の側面に沿って間隔をあけて配置され、露出したダイはグラウンドとして使用できます。ピン間の 間隔は異なる場合があります。

薄型クワッドフラットパック（TQFP）は、メトリックQFPと同じ利点を備えていますが、より薄くなっています。通常のQFPの厚さは、サイズに応じて2.0～3.8 mmです。TQFPパッケージは、5 mm x 5 mm x 1 mmの厚さのパッケージで0.8 mmのリードピッチの32ピンから、28 mm角で1.4 mmの厚さでリードピッチが0.4 mmの256ピンまであります。^[2]

TQFP は、基板密度の向上、ダイ シュリンク プログラム、最終製品の薄型化、携帯性などの問題を解決するのに役立ちます。リード数は 32 ～ 176 です。本体サイズは5 mm × 5 mm～20 × 20 mmです。TQFP では銅リード フレームが使用されています。TQFP で使用できるリード ピッチは、0.4 mm、0.5 mm、0.65 mm、0.8 mm、および 1.0 mm です。PQFP (プラスチック クワッド フラット パック) はQFPの一種で、より薄い TQFP パッケージも同様です。PQFP パッケージの厚さは 2.0 mm ～ 3.8 mm です。ロー プロファイル クワッド フラット パッケージ( LQFP ) は、4 つの側面のそれぞれからコンポーネント リードが伸びている表面実装集積回路パッケージ形式です。ピンはインデックス ドットから反時計回りに番号が付けられます。ピン間の間隔はさまざまです。一般的な間隔は 0.4、0.5、0.65、0.80 mm 間隔です。

一部の QFP パッケージには露出パッドがあります。露出パッドは QFP の下または上にある追加のパッドで、パッケージの接地接続やヒートシンクとして機能します。パッドは通常 10 mm ²以上で、パッドが接地プレーンに半田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、しっかりとした接地接続も提供します。これらのタイプの QFP パッケージには、多くの場合、-EPサフィックスが付いており (例: LQFP-EP 64)、または奇数のリードがあります (例: TQFP-101)。

セラミック QFP パッケージには、CERQUAD と CQFP の 2 つのバリエーションがあります。

これにより、リードフレームはパッケージの 2 つのセラミック層の間に取り付けられます。リードフレームはガラスを使用して取り付けられます。このパッケージは、CERDIP パッケージのバリエーションです。CERQUAD パッケージは、CQFP パッケージの「低コスト」代替品であり、主に地上アプリケーションに使用されます。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、フル ピン数範囲を提供しています。

これにより、リードはパッケージの上部にはんだ付けされます。このパッケージは多層パッケージで、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、2、または 3 です。パッケージは、リードがはんだ付けされ、デカップリング コンデンサがパッケージの上部にはんだ付けされている場所を除いて、ニッケルと厚い金の層で仕上げられています。これらのパッケージは気密です。気密封止を行うために、共晶金スズ合金 (融点 280  °C) またはシーム溶接の 2 つの方法が使用されます。シーム溶接により、パッケージ内部 (ダイ アタッチなど) の温度上昇が大幅に低減されます。このパッケージは、宇宙プロジェクトに使用される主なパッケージです。

CQFPパッケージは本体サイズが大きいため、このパッケージでは寄生成分が重要になります。このパッケージの上にデカップリングコンデンサを取り付けることで、電源のデカップリングが改善されます。たとえば、TIはデカップリングコンデンサをパッケージの上にはんだ付けできる256ピンCQFPパッケージを提供しています^[5]。たとえば、Test-expertの256ピンCQFPパッケージでは、デカップリングコンデンサをパッケージの上にはんだ付けできます。^[6]

主なセラミック 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、全ピン数範囲を提供しています。最大ピン数は 352 ピンです。

• チップキャリア
• ピングリッドアレイ- 代替の集積回路ピン配置設計
• デュアルインラインパッケージ

ウィキメディア・コモンズには、 QFP 集積回路パッケージに関連するメディアがあります。

• NXP Semiconductors の HVQFN ドキュメント
• HQVFNの詳細
• Integrated Silicon Solution, Inc. の PQFP パッケージ情報 ( PDF )