Qu'est-ce que QFP (boîtier plat à broches sur quatre côtés) ?
Boîtier pour montage en surface muni de broches en aile de mouette sur ses quatre côtés. Ses joints sont faciles à inspecter visuellement, et il est très utilisé pour les microcontrôleurs et circuits intégrés similaires.
Nom japonais: QFP
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Domaine: Boîtiers et assemblage
Structure du QFP
QFP signifie quad flat package ; c'est un type de boîtier à grille de connexion. La puce est posée sur un plot de puce, reliée aux broches par câblage par fil et recouverte de composé de moulage ; les broches qui dépassent sont ensuite coupées et pliées en une forme rappelant une aile de mouette. Des pas d'environ 0,4 à 0,8 mm sont courants, et le nombre de broches va de quelques dizaines à plusieurs centaines. Les variantes sont nommées d'après l'épaisseur du corps, comme le LQFP, généralement d'environ 1,4 mm, et le TQFP, d'environ 1,0 mm. On peut le voir comme un SOP, à broches sur deux côtés, étendu aux quatre côtés.
Points forts et points faibles
Comme l'extrémité des broches et les joints sont visibles, la qualité de la brasure se vérifie facilement à l'œil ou par inspection optique automatique, et la réparation ou le remplacement à la main sont simples. Les broches pliées fléchissent comme des ressorts et absorbent les différences de dilatation thermique, si bien que les joints de brasure tendent à durer plus longtemps sous cyclage thermique. En revanche, les bornes ne peuvent être placées que sur le pourtour, et le boîtier grandit quand le nombre de broches augmente. Avec des pas plus fins, les broches se tordent plus facilement, et la maîtrise de l'alignement en hauteur des extrémités (coplanarité) ainsi que les ponts de brasure deviennent des problèmes.
QFP à dissipation thermique renforcée
Dans un QFP ordinaire, la chaleur de la puce s'échappe surtout par le composé de moulage et les broches, si bien que la résistance thermique est relativement élevée. Pour les produits de plus forte puissance, on utilise des versions dont le plot de puce forme un pad exposé sur la face inférieure, brasé sur la carte de circuit imprimé, ou qui intègrent un dissipateur dans le boîtier. Des vias thermiques sous le plot exposé répartissent la chaleur dans le cuivre des couches internes ou de la face arrière. Dans ces versions, comme pour le QFN, il faut maîtriser le volume de brasure et les cavités au niveau du plot.
Choisir entre QFP, QFN et BGA
Le QFP occupe plus de surface de carte parce que ses broches s'étendent vers l'extérieur, et leur longueur ajoute de l'inductance, mais sa facilité d'inspection et de manipulation l'a maintenu longtemps en usage pour les circuits de type microcontrôleur et les circuits intégrés d'équipements industriels. Le QFN place les bornes sous le boîtier, pour un composant plus petit et plus mince aux bonnes performances thermiques et haute fréquence. Le BGA dispose des billes sur toute la face inférieure, offre bien plus de bornes qu'un QFP de même taille et domine pour les puces performantes à grand nombre de broches. Le choix met en balance le nombre de broches, la surface de carte, la dissipation thermique, la méthode d'inspection et le coût de la carte.
Questions fréquentes
Quelle différence entre QFP et BGA ?
Le QFP sort ses broches sur quatre côtés, ce qui rend ses joints faciles à inspecter visuellement, mais les bornes ne peuvent être placées que sur le pourtour. Le BGA dispose des billes de brasure sur toute la face inférieure et permet bien plus de bornes, mais ses joints sont cachés et s'inspectent aux rayons X.
Quelle différence entre QFP et QFN ?
Le QFP a des broches en aile de mouette qui dépassent de ses côtés, tandis que le QFN n'a pas de broches et expose ses bornes sur la face inférieure. Le QFN est plus petit, plus mince et dissipe mieux la chaleur ; les joints du QFP sont plus faciles à inspecter visuellement et à retoucher après assemblage.
Quelle différence entre LQFP et TQFP ?
Surtout l'épaisseur du corps : LQFP désigne généralement environ 1,4 mm et TQFP un corps plus mince d'environ 1,0 mm. Le pas et le nombre de broches varient selon la pièce : vérifiez le plan du boîtier.