集積回路は通常、異なる方法でパッケージ化されます。 IC パッケージは回路材料を包み込み、物理的な損傷や腐食から保護します。 これらのパッケージにはさまざまなタイプがあります。 また、これらのパッケージを分類するにはさまざまな方法があります。

集積回路のパッケージングに使用される最も一般的な材料は、導電性が向上しているため、セラミックまたはプラスチックです。 今回のメイントピックは、IC パッケージの一種である TQFP パッケージに焦点を当てます。

TQFPパッケージとは何ですか?

TQFP パッケージは IC パッケージの一種で、錫クワッド フラット パッケージを指します。 この IC パッケージは設置面積が小さくなります。 TQFP の正式名称が示すように、この IC パッケージはクアッド フラット パッケージの薄型バージョンです。 TQFP パッケージには、パッケージのすべての側面から伸びるガルウィングがあります。 本体サイズは5m角から20mm角までの豊富なパッケージを用意しております。

TQFP パッケージは、LQFP と同じ設置面積を備えています。 これは、これら 2 つの IC パッケージのサイズが同じであることを示しています。 また、クアッド フラット パッケージのバリエーションもあります。 類似点にもかかわらず、TQFP のリードは LQFP のリードよりも短いです。 TQFP は、PCB 全体の厚さを薄くする場合に非常に役立つことが証明されています。

プリント基板をよりコンパクトにする必要がある場合に最適なオプションです。 TQFP パッケージにあるガルウィングは 4 つの側面すべてから伸びています。 このパッケージは、市場で最も薄い IC パッケージの 1 つです。 このICパッケージのピン数は32ピンから約256ピンまであります。 本体サイズも7×7、14×14、10×10と多岐にわたります。

TQFP パッケージング プロセスでは、低ループ ワイヤ ボンディング プロセスの使用と適切なパッケージ制御が必要です。 TQFP パッケージに統合された IC パッケージ プロセスはフラットパック パッケージです。 クアッド フラット パッケージ (QFP) が人気を集めたとき、このパッケージはヨーロッパで一般的に使用されました。 しかし、QFP は米国など他の国でも人気が高まりました。

現在、回路基板にパッケージングする表面実装部品に関する米国の軍事規格はフラットパック パッケージです。 TQFP パッケージは、コスト効率が高く信頼性の高いパッケージを必要とする電子プロジェクトに最適です。

TQFP パッケージが業界の問題にどのように取り組むか

TQFP は、プリント基板に広く統合されている信頼性の高い IC パッケージです。 このタイプの IC パッケージは、業界のいくつかの一般的な問題に対する解決策を提供するのに役立ちました。 TQFP パッケージは、PCB 設計に関連する問題を解決します。 以下は、このパッケージによって解決される問題の一部です

金型収縮

TQFP パッケージは、ダイシュリンクに対する長期にわたるソリューションを提供します。 ダイの縮小は、パッケージ内のフットプリントのサイズを最小限に抑えるために、デザイン チップの内容、つまりダイのレイアウトのジオメトリがより小さなノードに縮小されるときに発生します。 TQFP パッケージにより、配置されている場所の下でのダイの収縮が目立ちにくくなります。

TQFP パッケージは、ダイ ワイヤの厚みを強化することでダイの収縮を防ぎます。

ICパッケージの可搬性

一部の IC パッケージはポータブルではありません。 TQFP パッケージを使用すると、必要な移植性を得ることができます。 これはクアッドフラットパッケージの薄さによるものです。

TQFP ICパッケージの利点

プリント基板で TQFP パッケージを使用すると、いくつかの利点があります。 これらの利点により、他のタイプの QFP パッケージよりも優れています。

小型電子機器に最適

TQFP の薄型プロファイルにより、このパッケージは小型の電子デバイスでの使用に最適です。 これらは、PCB メーカーが小型電子機器で使用される小型の回路基板を製造するのに役立ちます。

環境にやさしい

TQFP パッケージはグリーン素材で構成されています。 この IC パッケージの製造に使用される材料は鉛フリーであり、環境に優しいものです。 また、これにより、TQFP パッケージは RoHS に準拠し、標準化されます。

より小型のパッケージフォームファクタ

これも TQFP の利点です。 TQFP パッケージはパッケージが小さいため、高周波アプリケーションに最適です。 また、寄生パラメータが低減されていることも、この IC パッケージの大きな利点です。

パッケージの信頼性

IC パッケージは、特定の用途での使用に必要な信頼性を提供する必要があります。 TQFP パッケージには複数のピン数があるため、信頼性の高いオプションになります。 多数のピン数により、この IC パッケージはさまざまなアプリケーションでより優れたパフォーマンスを発揮します。

TQFP はエンジニアとデザイナーにメリットを提供し続けます。 このコスト効率の高いパッケージは、機械的安定性と熱的安定性を実現します。

TQFP ICパッケージの制限事項

 

この IC パッケージには利点があるにもかかわらず、限界もあります。 したがって、PCB メーカーは、このパッケージを PCB プロジェクトに統合する際に、いくつかの設計上の課題を予期する必要があります。 TQFP パッケージの制限には次のようなものがあります。

はんだブリッジの問題

TQFP パッケージの場合、より多くのピンを使用してスペースを減らす必要があります。 これは良いアイデアのように聞こえますが、これにはいくつかの問題があります。 より多くのピンを配置するためのスペースが減少すると、はんだ付けの要求が高まります。 したがって、PCB メーカーは TFQP パッケージを使用すると、はんだブリッジが発生する可能性が高くなります。

最小限の間隔

TFQP パッケージを使用するもう 1 つの欠点は、間隔が減少することです。 TQFP はクアッド フラット パッケージ タイプの中で最も間隔が狭いタイプです。 利用できるスペースが減ってしまったためです。 利用可能なスペースは 50 mil から 20 mil および 12 mil に減少しました。 間隔が狭くなったことで、より多くのピンを追加するためのスペースが増えました。 しかし、これにはいくつかの問題が生じました。

TQFP の使用に関連して起こり得る課題

設計者とエンジニアは、TQFP パッケージを使用するときにいくつかの課題に遭遇する可能性があります。 こうした課題があるため、TQFP は簡単ではありません。 したがって、このパッケージを使用する際には、これらの問題のいくつかに注意する必要があります。

ピンの誤った取り扱いを避ける

TQFP のピンは小さく、間隔がほとんどありません。 狭い間隔と小さいピンのサイズは、特にパッケージングプロセスでピンが誤って扱われた場合に損傷を引き起こす可能性があります。 したがって、ピンを安全な位置に保つことが重要です。 梱包プロセス全体にピック アンド プレース マシンを利用できます。 これらのマシンは、設計のほとんどの側面で人による入力を排除することでエラーを削減します。 また、これらの機械は損傷することなくその機能を果たします。

ピンの誤った取り扱いを避けるもう 1 つの方法は、保管に注意することです。 ピンは安全な場所に保管することをお勧めします。 ピンをあらゆる損傷から保護するため、適切な保管をリクエストできます。

TQFP ピンには注意してください

TQFP パッケージにはより多くのピンがあり、このパッケージの密度を高めるのに役立ちます。 ただし、いくつかの問題が発生する可能性があります。 たとえば、あるピンと次のピンの間に適切な間隔を維持したいとします。 これを行うと、ピンのパフォーマンスの重複を防ぐことができます。

TQFP での SMT 統合の利点

表面実装技術 (SMT) は、TQFP のパッケージング タイプです。 TQFP に SMT を統合すると、次のような利点があります。

EMC性能の向上

EMC は電磁両立性とも呼ばれ、電子デバイスやコンポーネントが近接しているにもかかわらず良好に動作する能力を指します。

自動化された方法

表面実装テクノロジーは、PCB 上にコンポーネントを配置する自動化を統合します。 この自動化により人的投入が最小限に抑えられるため、コストが節約されます。

TQFPの応用例

TFQP は最薄のクアッド フラット パッケージです。 幅広い利点があるため、次のようなさまざまな用途で広く使用されています。

• ゲートアレイやマイクロコントローラーなどの半導体アプリケーション
  コンピューティングアプリケーション
• 統合サービスデジタルネットワークやイーサネットなどの通信ボード
• 電気通信
• ラップトップおよびタブレット用のチップセット
• ビデオ/オーディオ アプリケーション
• データ収集

よくある質問

TQFP と LQFP の違いは何ですか?

TQFP パッケージは、LQFP と同じ設置面積を備えています。 これは、これら 2 つの IC パッケージが同じサイズであることを示しています。類似点にもかかわらず、TQFP のリードは LQFP のリードよりも短いです。 TQFP は Thin Quad Flat Package の略ですが、LQFP は Low Profile Flat Package の略です。 また、クアッド フラット パッケージのバリエーションもあります。 TQFP は、PCB 全体の厚さを薄くする場合に非常に役立つことが証明されています。

LQFP はリード線が長いため、取り付けが容易です。 TQFP のリード数の範囲は 32 ～ 176 ですが、LQFP のリード数の範囲は 32 ～ 208 です。TQFP は、類似点があるため、通常、LQFP と比較されます。 ただし、これら 2 つの IC パッケージの主な違いは高さにあります。 LQFP の高さは約 1.7 mm ですが、TQFP の高さは 1.2 mm 未満です。

TFQP は、より多くのピン数で限られたスペースをどのように統合しますか?

薄型クアッド フラット パッケージは間隔が限られているのが特徴ですが、このパッケージ タイプはより多くのピンを使用することでこの弱点を補っています。 TQFP は、ピン グリッド アレイやボール グリッド アレイ パッケージなどの特定のゲート アレイを使用できます。 この統合は、リードの間隔に伴う課題を最小限に抑えるのに役立ちます。 また、パッケージ周囲のスムーズな接続が可能となり、小型のICパッケージのピン数も向上します。

結論

TQFP は、効果的であることが証明されている優れた IC パッケージ オプションです。 クアッド フラット パッケージのバリエーションとして、設置面積が非常に小さいことが特徴です。 この IC パッケージには長所と短所があります。 この記事では、TQFP の仕組みとその使用例について説明しました。