Dans le monde de l'assemblage SMT, le choix du boîtier IC peut faire ou défaire votre design. BGA pour la performance, QFN pour la compacité, QFP pour la simplicité — chaque package a ses forces. Ce guide vous aide à choisir le bon "costume" pour vos circuits intégrés.
En un coup d'œil :
- BGA — Ball Grid Array : billes sous le composant, haute densité
- QFN — Quad Flat No-Lead : pads sur les bords, compact
- QFP — Quad Flat Package : pattes en "aile de mouette", visible
Billes soudées sous le boîtier
Pads sur les bords + pad thermique
Pattes visibles sur les 4 côtés
Tableau Comparatif Complet
| Critère | BGA | QFN | QFP |
|---|---|---|---|
| Type de connexion | Billes de soudure | Pads sans pattes | Pattes gull-wing |
| Nombre de broches | Jusqu'à 1500+ | 8-100 typique | 32-300+ |
| Pitch minimum | 0,4 mm | 0,4 mm | 0,4 mm |
| Pitch typique | 0,5-1,0 mm | 0,5-0,65 mm | 0,5-0,8 mm |
| Taille relative | Moyenne-Grande | Très compacte | Grande |
| Dissipation thermique | ★★★★ | ★★★★★ | ★★ |
| Performance HF | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★ |
| Facilité d'assemblage | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ |
| Facilité d'inspection | ★ (X-Ray) | ★★ | ★★★★★ |
| Facilité de retouche | ★★ | ★★ | ★★★★★ |
| Coût du composant | €€€ | €€ | € |
| Coût d'assemblage | €€€ | €€ | € |
BGABall Grid Array — Le Haut de Gamme
Le BGA est le package de choix pour les composants haute performance : processeurs, FPGA, mémoires DDR, SoC complexes. Ses billes de soudure permettent une densité de connexion inégalée et d'excellentes performances électriques. Notre service BGA inclut l'inspection X-Ray systématique.
Points Forts
- • Densité de broches maximale (>1500)
- • Excellentes performances HF/RF
- • Bonne dissipation thermique via billes
- • Inductance réduite (connexions courtes)
- • Auto-alignement lors de la refusion
Points Faibles
- • Inspection X-Ray obligatoire
- • Retouche complexe (station dédiée)
- • PCB plus cher (vias, couches)
- • Sensible à l'humidité (MSL)
- • Risque de warpage
| Type BGA | Pitch | Applications |
|---|---|---|
| PBGA (Plastic) | 1,0-1,27 mm | MCU, DSP, mémoire |
| FBGA (Fine Pitch) | 0,5-0,8 mm | Mobile, IoT |
| μBGA (Micro) | 0,4-0,5 mm | Smartphone, wearable |
| CSP (Chip Scale) | 0,4-0,5 mm | Ultra-compact |
| PoP (Package on Package) | 0,4-0,5 mm | Mobile SoC + RAM |
QFNQuad Flat No-Lead — Le Compact Thermique
Le QFN est le champion de la compacité avec pad thermique. Grâce à son "exposed pad" central, il offre une dissipation thermique 2-3× meilleure que le QFP. Parfait pour les régulateurs de tension, les amplificateurs de puissance et les applicationsIoT où l'espace est compté.
"Le QFN est mon package préféré pour les designs compacts. Il offre presque la performance thermique d'un BGA avec le coût d'un QFP. Le seul piège ? Le pad thermique central — s'il n'est pas correctement soudé, vous perdez tout le bénéfice. Chez WellPCB, on utilise un profil de refusion optimisé spécifiquement pour les QFN."
— Hommer Zhao, Directeur Technique WellPCB
Conseil assemblage QFN :
- Prévoir des vias thermiques sous le pad central (minimum 4-9 vias)
- Stencil avec réduction de 50-75% sur le pad thermique pour éviter les voids
- Profil de refusion avec soak prolongé pour une bonne mouillabilité
- Inspection AOI + X-Ray recommandée pour les applications critiques
QFPQuad Flat Package — Le Classique Visible
Le QFP est le vétéran des packages SMT. Ses pattes "gull-wing" visibles de tous côtés en font le choix idéal quand l'inspection et la retouche sont prioritaires. C'est le package préféré pour lesprototypes et les environnements de production où la traçabilité est essentielle.
| Variante QFP | Caractéristique | Pitch typique |
|---|---|---|
| LQFP (Low Profile) | Hauteur réduite (1,4mm) | 0,4-0,8 mm |
| TQFP (Thin) | Ultra-mince (1,0mm) | 0,4-0,5 mm |
| PQFP (Plastic) | Standard robuste | 0,5-1,0 mm |
| EQFP (Power) | Pad thermique exposé | 0,5-0,65 mm |
Comparaison Thermique
La dissipation thermique est souvent le critère décisif. Voici les résistances thermiques typiques (θJA) pour un composant de taille comparable :
| Package | θJA (°C/W) | θJC (°C/W) | Puissance max typique |
|---|---|---|---|
| QFP-64 (10x10mm) | 45-55 | 15-20 | 1-2W |
| QFN-64 (9x9mm) | 25-35 | 3-5 | 2-4W |
| BGA-144 (10x10mm) | 30-40 | 8-12 | 2-3W |
| QFN-64 avec PCB optimisé | 18-25 | 3-5 | 3-5W |
Guide de Décision
- Besoin de >100 broches
- Performance HF/RF critique
- Design haute densité
- Budget confortable
- Équipement X-Ray disponible
- Dissipation thermique importante
- Encombrement minimal
- 8-100 broches suffisent
- Coût optimisé
- Applications IoT/wearable
- Inspection visuelle requise
- Retouche fréquente prévue
- Prototypage rapide
- Budget serré
- Équipement basique
Exigences d'Assemblage
| Exigence | BGA | QFN | QFP |
|---|---|---|---|
| Stencil | Précision < 50μm | Réduction pad central | Standard |
| Pick & Place | Vision haute précision | Vision standard | Standard |
| Profil refusion | Contrôlé (warpage) | Soak prolongé | Standard |
| Inspection | X-Ray obligatoire | AOI + X-Ray reco | AOI suffisant |
| Retouche | Station BGA | Air chaud | Fer + air chaud |
| MSL | Critique (MSL 3-4) | Important (MSL 3) | Faible (MSL 1-2) |
Conclusion
Il n'y a pas de "meilleur" package — seulement le package adapté à votre contexte. Le BGA domine pour la haute performance, le QFN excelle en compacité thermique, et le QFP reste imbattable pour la maintenabilité.
Chez WellPCB, nous assemblons quotidiennement ces trois types de packages. Nos lignesSMT sont équipées pour le BGA fine-pitch (0,4mm), et notreinspection X-Ray garantit la qualité des soudures cachées. Demandez un devis pour votre projet !
Sources et Références
- Wikipedia - Ball Grid Array— Vue d'ensemble du BGA
- Wikipedia - Quad Flat No-Lead Package— Spécifications QFN
- IPC - Standards d'assemblage— Normes IPC-7351
- HIL Electronic - QFN vs QFP Comparison— Comparatif technique