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QFP(쿼드 플랫 패키지)란?

네 변에서 걸윙 리드가 뻗어 나온 표면 실장 패키지. 접합부를 눈으로 검사하기 쉬워 마이크로컨트롤러 등의 IC에 널리 사용된다.

일본어 명칭: QFP

QFP(쿼드 플랫 패키지)은(는) 패키징과 조립, 데이터시트 읽는 법, 첨단 패키징(3D와 칩렛) 등 3개 분야의 연습 문제 8개에 나와요.

분야: 패키징과 조립

QFP의 구조

QFP는 quad flat package의 약자로, 리드 프레임 패키지의 일종입니다. 다이를 다이 패드에 탑재하고 리드에 와이어 본딩한 뒤 몰드 수지로 덮고, 튀어나온 리드를 잘라 갈매기 날개 같은 모양으로 구부립니다. 리드 피치는 0.4~0.8 mm 정도가 일반적이며, 핀 수는 수십에서 수백까지 있습니다. 본체의 두께에 따라 일반적으로 약 1.4 mm인 LQFP, 약 1.0 mm인 TQFP 같은 이름이 붙습니다. 두 변에 리드가 있는 SOP를 네 변으로 넓힌 것이라고 볼 수 있습니다.

장점과 약점

리드 끝과 접합부가 보이므로, 솔더의 품질을 눈이나 자동 광학 검사로 확인하기 쉽고, 손으로 수리하거나 교체하기도 쉽습니다. 구부러진 리드가 스프링처럼 휘어 열팽창 차이를 흡수하므로, 온도 사이클에서 솔더 접합부의 수명이 길어지기 쉽습니다. 한편 단자를 둘레에만 둘 수 있으므로 핀 수가 늘수록 패키지가 커집니다. 피치가 좁아지면 리드가 휘기 쉬워지고, 리드 끝의 높이 정렬(코플래너리티) 관리와 솔더 브리지가 문제가 됩니다.

방열을 강화한 QFP

일반적인 QFP에서는 다이의 열이 주로 몰드 수지와 리드를 통해 빠져나가므로 열저항이 비교적 높습니다. 소비 전력이 큰 제품에는 바닥면에 노출한 다이 패드를 인쇄 회로 기판에 납땜하는 품이나, 패키지 안에 히트 스프레더를 넣은 품이 사용됩니다. 노출 패드 아래의 서멀 비아는 내층이나 뒷면의 구리로 열을 퍼뜨립니다. 이러한 품에서는 QFN과 마찬가지로 패드의 솔더 양과 보이드를 관리해야 합니다.

QFP·QFN·BGA의 선택

QFP는 리드가 바깥으로 뻗어 기판 면적을 많이 쓰고 리드 길이만큼 인덕턴스도 더해지지만, 검사와 취급이 쉬워 마이크로컨트롤러나 산업 기기용 IC에서 오랫동안 사용되어 왔습니다. QFN은 단자를 패키지 아래에 넣어 더 작고 얇으며, 방열과 고주파 성능이 좋습니다. BGA는 바닥면 전체에 볼을 배치하여 같은 크기의 QFP보다 훨씬 많은 단자를 확보할 수 있으며, 고성능·다핀 칩의 주류입니다. 선택은 핀 수, 기판 면적, 방열, 검사 방법, 기판 비용을 저울질하여 정합니다.

도전해 보기: QFP(쿼드 플랫 패키지) 관련 문제

다핀 QFP에서 리드 간격을 지나치게 좁게 하면 일어나기 쉬운 문제는?

  1. A패키지가 발광한다
  2. B실장 시 솔더 브리지(이웃 리드와의 단락)
  3. C패키지가 무거워진다
정답과 해설 보기

정답: B. 실장 시 솔더 브리지(이웃 리드와의 단락)

리드 간격이 좁으면 솔더링 시 이웃 리드 사이에 솔더가 이어지는 브리지가 발생하기 쉬워집니다. 가는 리드는 운송이나 취급 중에 휘기 쉽고 들뜸 불량도 늘어납니다. 0.4 mm 피치 정도가 실용상의 한계로 여겨지며, 그 이상의 단자가 필요한 경우에는 바닥면 전체에 단자를 배열할 수 있는 BGA 등이 사용됩니다. 발광이나 무게 변화는 일어나지 않습니다.

QFP나 SOP 등의 패키지에서 핀 번호를 매기는 일반적인 방법으로 올바른 것은 무엇입니까?

  1. A인덱스 마크 근처가 1번 핀이며, 위에서 보았을 때 시계 방향으로 번호가 증가한다
  2. B인덱스 마크 근처가 1번 핀이며, 위에서 보았을 때 반시계 방향으로 번호가 증가한다
  3. C인쇄된 문자를 읽을 수 있는 방향으로 놓았을 때 오른쪽 아래가 1번 핀이며, 왼쪽으로 번호가 증가한다
정답과 해설 보기

정답: B. 인덱스 마크 근처가 1번 핀이며, 위에서 보았을 때 반시계 방향으로 번호가 증가한다

패키지 상면에는 움푹 파인 홈이나 점, 노치, 모따기 등의 인덱스 마크가 있으며, 그 근처가 1번 핀입니다. 위에서 보았을 때 반시계 방향으로 2번, 3번으로 번호가 증가하는 것이 일반적입니다. 데이터시트의 핀 배치도가 상면도(Top View)인지 저면도(Bottom View)인지도 반드시 확인합니다. 저면도에서는 좌우가 반전되어 보이므로, 혼동하면 기판의 풋프린트가 거울상이 되는 실수로 이어집니다. BGA에서는 행을 알파벳, 열을 숫자로 나타낸 A1과 같은 번호를 사용합니다.

자주 묻는 질문

QFP와 BGA는 무엇이 다른가요?

QFP는 네 변에서 리드를 내므로 접합부를 눈으로 검사하기 쉽지만, 단자를 둘레에만 둘 수 있습니다. BGA는 바닥면 전체에 솔더 볼을 배치하여 훨씬 많은 단자를 둘 수 있지만, 접합부가 가려져 X선으로 검사합니다.

QFP와 QFN은 무엇이 다른가요?

QFP는 측면에서 걸윙 리드가 뻗어 나오고, QFN은 리드가 없이 바닥면에 단자를 노출합니다. QFN은 더 작고 얇으며 방열이 좋고, QFP는 접합부를 눈으로 검사하기 쉽고 실장 후 수리하기도 쉽습니다.

LQFP와 TQFP는 무엇이 다른가요?

주로 본체의 두께입니다. LQFP는 일반적으로 약 1.4 mm, TQFP는 더 얇은 약 1.0 mm의 본체를 가리킵니다. 리드 피치와 핀 수는 부품마다 다르므로 패키지 도면에서 확인합니다.

해설 속 QFP(쿼드 플랫 패키지)

QFP(쿼드 플랫 패키지)이(가) 나오는 문제 (8)

  1. 다핀 QFP에서 리드 간격을 지나치게 좁게 하면 일어나기 쉬운 문제는?
  2. QFP나 SOP 등의 패키지에서 핀 번호를 매기는 일반적인 방법으로 올바른 것은 무엇입니까?
  3. BGA(볼 그리드 어레이) 패키지의 특징으로 올바른 것은?
  4. CSP(칩 사이즈 패키지)에 대한 설명으로 올바른 것은?
  5. QFN(Quad Flat No-lead) 패키지의 특징으로 올바른 것은?
  6. 프로세서 패키지 위에 메모리 패키지를 겹쳐 실장하는 방식을 무엇이라 하는가?
  7. 패키지의 2변에서 갈윙 모양 리드를 낸 표면 실장 패키지는?
  8. 스위치 IC 등과 광 송수신 부품을 같은 패키지 안에 근접하여 실장하고, 전기 배선을 짧게 하여 소비 전력을 줄이는 기술을 무엇이라 하는가?

이 용어가 포함된 비교

관련 용어

BGA CSP(칩 스케일 패키지) WLP(웨이퍼 레벨 패키지) QFN(쿼드 플랫 노리드 패키지) 비아(Via) DRAM(다이내믹 RAM) CPO(코패키지드 옵틱스) 광전 융합(Photonics-Electronics Convergence) 다이 본딩(Die Bonding) 다이싱(dicing)

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