QFP contro QFN

Introduzione

Se sei una persona che attualmente ha a che fare con pacchetti a montaggio superficiale che riguardano circuiti integrati (IC) nelle loro schede, allora QFN e QFP ti sono familiari.

Tuttavia, potresti essere qui perché sei confuso riguardo alle loro capacità e differenze. Quindi, abbiamo creato una differenziazione completa tra QFN e QFP.

Tutte le tue domande riguardanti il ​​pacchetto Quad Flat (QFP) e il pacchetto Quad Flat No-Lead (QFN) saranno affrontate in questo articolo, inclusa la loro definizione, principio di funzionamento, vantaggi, varie classificazioni e le loro distinzioni critiche l'una dall'altra.

Pertanto, ti consigliamo di terminare l'articolo entro la fine per scegliere attentamente tra questi due pacchetti; ti aiuteremo a decidere quello più adatto alle tue applicazioni!

Introduzione a QFP vs. QFN

Che cos'è QFN?

Un altro termine per QFN sarebbe Quad Flat No-Lead Package. Come indica il termine, questo package non contiene alcuna presenza di piombo. È considerato compatto nel design e fornisce prestazioni medie per la dissipazione del calore.

Inoltre, il suo processo di integrazione richiede a Tecnologia a montaggio superficiale (SMT) da applicare in un dispositivo con successo. In termini di funzionalità, è simile ad altri pacchetti IC; funge da ponte per collegare il die di silicio attraverso il circuito integrato.

Per quanto riguarda le sue proprietà, il QFN presenta un materiale senza alogeni e senza piombo. Inoltre, la sua altezza da seduto potrebbe variare da 0.35 mm fino a 2.10 mm come valore massimo. Tuttavia, si consiglia di utilizzare il valore tradizionale di 0.85 mm per ottenere risultati ottimali.

Inoltre, il QFN è pienamente conforme a RoHS, ELV e REACH; quindi, sono sicuri per qualsiasi scopo ambientale. Per quanto riguarda la sua placcatura terminale, è composta principalmente da nichel, palladio, oro e stagno (Ni-Pd-A e Sn).

Comprensione approfondita del pacchetto QFN

Vantaggi dei pacchetti QFN

Per restringere la scelta tra QFN e QFP, abbiamo elencato i vantaggi che si potrebbero ottenere dal pacchetto QFN. Inoltre, avere la conoscenza delle sue capacità ti farà capire meglio il pacchetto e valutare se sono adatti agli scopi e alle applicazioni desiderati.

• Poiché i QFN sono progettati in modo compatto, sono leggeri e semplici da maneggiare.
• Il QFN viene fornito sia con fattori di ingombro ridotti che con profili snelli.
• I suoi fili adesivi che collegano lo stampo e la struttura sono lunghi solo pochi centimetri.
• Il QFN ha una bassa induttanza di piombo.
• Se l'applicazione richiede un'efficiente dissipazione del calore, allora il QFN è l'opzione perfetta.
• Per quanto riguarda il suo costo, è poco costoso e altamente accessibile a tutti.

Diversi tipi di pacchetti QFN

I pacchetti QFN sono disponibili in una gamma di configurazioni, come indicato. Tutti saranno discussi di seguito.

Stampato in plastica

La versione Plastic-Molded dei pacchetti QFN è la meno costosa delle varie varietà. Tuttavia, non include alcun coperchio ed è composto solo da un composito di plastica e una struttura in rame-piombo. Per quanto riguarda la sua capacità operativa, può funzionare bene a frequenze che vanno da due (2) a tre (3) GHz. Se il progetto supera il limite, potrebbe non funzionare perfettamente.

La cavità d'aria QFN

L'Air Cavity QFN, come suggerisce il nome, include un'aria contenuta all'interno della sua confezione. Di conseguenza, potrebbe essere più costoso di altre varianti QFN. Tuttavia, dato che opera tra 20 e 25 GHz, il suo valore è giustificato. A parte questo, comprende una struttura in rame-piombo, ceramica piombo e una base in plastica stampata che è in plastica stampata con o senza custodia.

Fianchi bagnabili QFN

Ogni piattaforma di questi fianchi è sollevata per mostrare l'umidità appiccicosa. Per determinare se i pad sono posizionati correttamente sul circuito stampato, è possibile esaminarli.

Il QFN di tipo punzone

Il modulo formato è contenuto in un processo di colata in tali QFN e la camera è divisa da un punzone, da cui il termine. Al contrario, questa tecnica può anche essere utilizzata per modellare il QFN in un prodotto autonomo.

Il tipo segato QFN

Questo pacchetto impiega principalmente il MAP o anche noto come Mold Array Process, in cui un grande pacchetto viene diviso in innumerevoli piccoli pezzi e poi smistato in seguito.

Flip Chip QFN

Il die in silicio e il telaio in piombo di rame sono uniti insieme utilizzando la tecnologia QFN flip-chip, come indica il nome. Questa tecnica è appropriata per le applicazioni elettroniche poiché rende più rapido il collegamento corrente tra di esse.

Filo di collegamento QFN

Come indica il termine, il QFN Wire Bond sfrutta la presenza di cavi per collegare il terminale chip a bordo ad altri componenti esternamente; può essere collegato direttamente a un IC, traccia PCB e persino un semiconduttore.

Cos'è QFP?

Un altro tipo di pacchetto IC a montaggio superficiale, il QFP, noto anche come pacchetto Quad Flat, è identico al QFN. Tuttavia, con uno scopo specifico, sono ampiamente preferiti nelle applicazioni che si occupano di circuiti integrati (IC) su larga scala.

In termini di dimensioni, i QFP sono di piccole dimensioni, il che li rende ideali per alta frequenza applicazioni. Per quanto riguarda i materiali utilizzati nella sua produzione, è composto da ceramica, metallo e plastica. Tuttavia, non sono senza piombo, a differenza del QFN.

Tuttavia, è ancora al primo posto per quanto riguarda la quantità poiché si tratta di una confezione di plastica; quindi, molte industrie preferiscono questo pacchetto al QFN. Inoltre, può essere disponibile in due varianti di forma, quadrata e rettangolare. Differiscono solo in termini di posizionamento dei perni su ciascun lato; il quadrato ha un numero uguale di spilli su ogni lato, mentre il rettangolare ha un numero variabile di spilli su ogni lato a causa delle sue diverse lunghezze.

Comprensione approfondita del pacchetto QFP

Vantaggi e svantaggi dei pacchetti QFP

Poiché conosciamo già i vantaggi del pacchetto QFN, è il momento perfetto per discutere i vantaggi e i limiti del pacchetto QFP per restringere ulteriormente le scelte che si devono prendere. Abbiamo raccolto i suoi pro e contro in questa sezione per comprendere appieno QFP.

Vantaggi

• Impiega ingegneria all'avanguardia.
• È in grado di utilizzare le porte.
• A differenza dei pacchetti QFP rettangolari, i pacchetti QFP quadrati possono contenere più pin.

Svantaggi

• Ha solo una capacità di input-output di 500 MHz.
• I suoi chip hanno input/output non sufficientemente sofisticati.
• Poiché ci sono più perni sulla confezione quadrata, sono più fragili.

Diversi tipi di pacchetti QFP

Come notato in precedenza, ci sono un sacco di diversi pacchetti QFP. Seguirà una discussione di ciascuno.

Paraurti QFP

Questo pacchetto ha appendici di protezione su tutti e quattro i bordi per evitare difetti superficiali ai conduttori prima dell'assemblaggio. A causa del loro passo fine, quasi nessuno di questi connettori di piombo può essere attorcigliato per ripararli dopo essere stato deformato o distrutto.

Bumper Quad Flat Pack con diffusori di calore

Si ritiene che questa variazione sia una versione migliorata del BQFP; tuttavia, con un ulteriore dissipatore di calore su di essi che consente una rapida dissipazione anche se esposti a livelli di potenza elevati.

QFP in ceramica

Come indica il termine, Ceramic QFP utilizza un materiale ceramico come base che aumenta la qualità, l'efficienza e le prestazioni del dispositivo.

QFP a tono fine

Simile al QFP in ceramica, il QFP a passo fine presenta materiali a passo fine.

Dissipatore di calore QFP

Circuiti integrati (CI) con valori dei pin aumentati può dissipare molto calore. Di conseguenza, questa temperatura deve essere efficacemente dispersa affinché un circuito integrato funzioni al massimo delle sue potenzialità. È possibile aggiungere un dissipatore di calore in tali pacchetti sostituendo alcune connessioni con connessioni più robuste, di solito nel mezzo del lato opposto. Quindi, collega questi cavi a un chip PCB più grande con una superficie di rame più grande. Questo sistema dovrebbe regolare la temperatura in modo molto più efficiente.

QFP a basso profilo

In questa particolare confezione, sono ben noti per il loro spessore, che è comunemente di 1.4 mm. Inoltre, ha una dimensione del lead frame di 2 mm, da 32 a 256 come valore di conteggio dei lead, diverse opzioni di dimensioni del corpo che vanno da 5 mm per 5 mm a 28 mm per 28 mm e diverse opzioni di passo.

QFP metrico

Questa versione utilizza misurazioni metriche invece di quelle inglesi utilizzate dai QFP standard per specificare le loro dimensioni.

QFP in plastica

Come suggerisce il termine, questo pacchetto è costruito con l'uso di plastica.

QFP sottile

Nonostante la sua forma sottile e un'altezza di 1 mm, è costruito in plastica. Inoltre, utilizzano una struttura lead frame standard da 2 mm.

Differenza tra i pacchetti QFN e i pacchetti QFP

Per distinguere completamente il pacchetto QFN dal pacchetto QFP, abbiamo creato una tabella per cogliere rapidamente i loro concetti.

Assemblea QFN

Poiché apprezziamo la trasparenza in PCBTok, vorremmo discutere le fasi fondamentali che prendiamo nell'assemblare un pacchetto QFN.

Stampa con pasta saldante

In questa fase eseguiamo anche l'applicazione della pasta saldante su tutta la scheda prima di sottoporla alla fase successiva dell'assemblaggio, l'integrazione dei componenti.

Posizionamento dei componenti

Dopo essere stati sottoposti a un'accurata stampa della saldatura e aver verificato se sono adatti per il posizionamento dei componenti, selezioniamo rigorosamente e con precisione gli strumenti necessari per l'incorporazione per evitare problemi poiché i componenti possiedono un'elevata densità di interconnessione.

Ispezione pre-riflusso

Conduciamo questa fase per garantire che la scheda sia idonea ad entrare nel forno per la saldatura a rifusione. In questo modo, gli elementi superflui sulla superficie della scheda verranno eliminati, garantendo un processo di saldatura senza intoppi.

Saldatura a riflusso

In questa fase i componenti vengono saldati attraverso la scheda.

Ispezione post-riflusso

Infine, conduciamo questa fase per valutare la qualità del sottoprodotto.

Saldatura QFN

Come tutti sappiamo, la saldatura è una fase cruciale dell'assemblaggio della scheda e alcuni casi di guasti durante questa fase non possono essere annullati. Pertanto, è essenziale conoscere il processo di saldatura eseguito in un pacchetto QFN.

Dopo aver filtrato la pasta saldante, gli elementi vengono assemblati nel sistema di produzione. Inoltre, quando i componenti QFN sono stati inseriti utilizzando uno strumento pick and spot, vengono collegati mediante saldatura a rifusione. Inoltre, la temperatura del forno di saldatura farà sì che alcuni componenti PCB si riscaldino più rapidamente di altri. Mentre le parti più pesanti e le aree con molto rame impiegheranno più tempo a rispondere.

Inoltre, il grado della superficie superiore del pacchetto QFN viene monitorato utilizzando termocoppie durante il processo. Al fine di garantire che la temperatura massima al cuore del fascio non superi i limiti stabiliti.

Assemblea QFP

Nell'assemblare il QFP, non differisce molto dal pacchetto QFN. Il suo processo sarà sezionato sotto.

Stampa stencil

In questa fase verrà applicata la pasta saldante tramite l'utilizzo di uno stencil. Deve essere condotto accuratamente poiché una pasta saldante eccessivamente attaccata può portare a ponti, mentre una cattiva saldatura può portare a una diffusione minima. Quindi, selezioniamo attentamente lo spessore appropriato durante questa fase. Inoltre, è necessario considerare anche la pasta saldante. Si consiglia di utilizzare una pasta senza piombo.

Posizionamento dei componenti

Dopo la stampa dello stencil, ora possiamo installare i componenti necessari. Data la pressione superficiale della saldatura liquida, i pezzi QFP si autoallineano, portando a robuste giunzioni di saldatura. Tuttavia, è ancora necessario sistemare correttamente il pezzo e una macchina P&P può aiutare a farlo.

Saldatura a riflusso

Poiché la saldatura a rifusione viene eseguita in un ambiente pieno di azoto, i forni a convezione forzata sono l'opzione ottimale. Tuttavia, questo non è richiesto; la considerazione delle raccomandazioni del pacchetto è essenziale.

Conclusione

Per concludere, ci sono innumerevoli fattori che differenziano il QFN dal QFP. Tuttavia, entrambi questi pacchetti sono utili in varie applicazioni. D'altra parte, hanno anche molte somiglianze tra loro. Speriamo di averti aiutato a decidere attraverso questo articolo.

PCBTok si prende veramente cura dei propri lettori e potenziali clienti; quindi, abbiamo ampiamente studiato questi due pacchetti. Tuttavia, se c'è ancora un po' di confusione, ti suggeriamo di contattarci direttamente in modo da poterli affrontare tutti.

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