Un encapsulado plano cuádruple ( QFP ) es un encapsulado de circuito integrado montado en superficie con cables en forma de "ala de gaviota" que se extienden desde cada uno de los cuatro lados. [1] La instalación en zócalo de estos encapsulados es poco común y no es posible el montaje a través de orificios pasantes. 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 QFP de perfil bajo (LQFP) y QFP delgado (TQFP). [2]
El tipo de encapsulado de componentes QFP se volvió común en Europa y Estados Unidos a principios de los años noventa, aunque se ha utilizado en la electrónica de consumo japonesa desde los años setenta. A menudo se combina con componentes montados en orificios y, a veces , en zócalos en la misma placa de circuito impreso (PCB).
Un encapsulado relacionado con QFP es el portador de chip con terminales de plástico (PLCC), que es similar pero tiene pines con un paso mayor, 1,27 mm (o 1/20 de pulgada), curvados hacia arriba debajo de un cuerpo más grueso para simplificar la conexión (también es posible soldarlos). Se utiliza comúnmente para memorias flash NOR y otros componentes programables.
El paquete plano cuádruple tiene conexiones solo alrededor de la periferia del paquete. Para aumentar la cantidad de pines, el espaciado se redujo de 50 milésimas (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 cercano de los cables hizo que los puentes de soldadura fueran más probables y planteó mayores demandas en el proceso de soldadura y la alineación de las piezas durante el ensamblaje. [1] Los paquetes posteriores de matriz de rejilla de pines (PGA) y matriz de rejilla de bolas (BGA), al permitir que las conexiones se realicen sobre 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 cercano de los cables.
La forma básica es un cuerpo plano rectangular (a menudo cuadrado) con cables en los cuatro lados, pero con numerosas variaciones en el diseño. Estos difieren generalmente solo en el número de cables, el paso, las dimensiones y los materiales utilizados (generalmente para mejorar las características térmicas). Una variación clara es el encapsulado plano cuádruple con parachoques ( BQFP ) con extensiones en las cuatro esquinas para proteger los cables contra daños mecánicos antes de soldar la unidad.
Encapsulado plano cuádruple con disipador de calor, encapsulado plano cuádruple muy delgado con disipador de calor sin cables ( HVQFN ) es un encapsulado sin cables de componentes que se extiendan desde el CI. Las almohadillas están espaciadas a lo largo de los costados del CI con un chip expuesto que se puede usar como conexión a tierra. El espaciado entre pines puede variar.
Un paquete plano cuádruple delgado ( TQFP ) ofrece los mismos beneficios que el QFP métrico, pero es más delgado. Los QFP regulares tienen un espesor de entre 2,0 y 3,8 mm según el tamaño. Los paquetes TQFP varían desde 32 pines con un paso de cable de 0,8 mm, en un paquete de 5 mm por 5 mm por 1 mm de espesor, hasta 256 pines, 28 mm cuadrados, 1,4 mm de espesor y un paso de cable de 0,4 mm. [2]
Los TQFP ayudan a resolver problemas como el aumento de la densidad de la placa, los programas de contracción de matrices, el perfil delgado del producto final y la portabilidad. Los recuentos de conductores varían de 32 a 176. Los tamaños del cuerpo varían de 5 mm × 5 mm a 20 × 20 mm . Los marcos de conductores de cobre se utilizan en TQFP. Los pasos de conductores disponibles para TQFP son 0,4 mm, 0,5 mm, 0,65 mm, 0,8 mm y 1,0 mm. 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 espesor 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 en superficie con conductores de componentes que se extienden desde cada uno de los cuatro lados. Los pines están numerados en sentido antihorario desde el punto índice. El espaciado entre pines puede variar; Los espaciamientos comunes son intervalos de 0,4, 0,5, 0,65 y 0,80 mm.
Algunos encapsulados QFP tienen una almohadilla expuesta. La almohadilla expuesta es una almohadilla adicional debajo o encima del QFP que puede actuar como una conexión a tierra y/o como un disipador de calor para el encapsulado. La almohadilla es típicamente de 10 o más mm2 , y con la almohadilla soldada hacia abajo sobre el plano de tierra, el calor se transmite a la PCB. Esta almohadilla expuesta también proporciona una conexión a tierra sólida. Este tipo de encapsulados QFP a menudo tienen un sufijo -EP (por ejemplo, un LQFP-EP 64), o tienen un número impar de cables (por ejemplo, un TQFP-101).
Los paquetes QFP de cerámica vienen en dos variantes, CERQUAD y CQFP:
De esta manera, el marco conductor se fija entre dos capas de cerámica del encapsulado. El marco conductor 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 para aplicaciones terrestres. Los principales fabricantes de encapsulados cerámicos son Kyocera, NTK,... y ofrecen la gama completa de pines
En este caso, los cables se sueldan en la parte superior del encapsulado. El encapsulado es un encapsulado multicapa y se ofrece como HTCC (cerámica cocida a alta temperatura). El número de plataformas de unión puede ser uno, dos o tres. El encapsulado está acabado con una capa de níquel más una capa gruesa de oro, excepto donde se sueldan los cables y los condensadores de desacoplamiento se sueldan en la parte superior del encapsulado. Estos encapsulados son herméticos. Se utilizan dos métodos para lograr el sellado hermético: aleación eutéctica de oro y estaño (punto de fusión 280 °C) o soldadura por costura. La soldadura por costura da lugar a un aumento de temperatura significativamente menor en el interior del encapsulado (por ejemplo, la unión de la matriz). Este encapsulado es el principal encapsulado utilizado para proyectos espaciales.
Debido al gran tamaño del cuerpo de los encapsulados CQFP, los parásitos son importantes para este encapsulado. El desacoplamiento de la fuente de alimentación se mejora al tener los capacitores de desacoplamiento montados en la parte superior de este encapsulado. Por ejemplo, TI ofrece encapsulados CQFP de 256 pines donde los capacitores de desacoplamiento se pueden soldar en la parte superior del encapsulado [5]. Por ejemplo, Test-expert ofrece encapsulados CQFP de 256 pines donde los capacitores de desacoplamiento se pueden soldar en la parte superior del encapsulado [6] .
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.
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