Типы корпусов микросхем
Другие полезные ссылки
Общая укрупненная класификация:
DIP (Dual In-line Package) | |
Самый распространненный в прошлом тип микросхемы. Количество выводов в корпусе — 4, 6, 8, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 32, 40, 48, 56 и 64. Расстояние между выводами (шаг) – 2,5 мм (стандарт ранее применявшийся в СССР и СНГ) или 2,54 мм (международный стандарт). Ширина выводов около 0,5 мм.Первый вывод как правило обозначен ключом или меткой на корпусе микросхемы. | |
SIP, SIL-P (Single In-line Package), HSIP (Heat-dissipating SIP) | |
Плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы, с одним рядом выводов по длинной стороне. Обычно в обозначении также указывается число выводов. Есть модификации с радиатором и без радиатора, что отражено в обозначении корпуса. | |
ZIP (Zigzag In-line Package), HZIP (Heat-dissipating ZIP) | |
Плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы со штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно. Есть модификации с радиатором и без радиатора, что отражено в обозначении корпуса. Так же встречаются модификации этого типа корпусов под названием Multiwatt и Flexiwatt. | |
SOIC | |
Планарная микросхема – выводы припаиваются к контактным площадкам платы не вставляясь в отверстия. При этом, микросхема находится на плате со стороны пайки. Количество выводов и их нумерация – такие же как у
SOIC (Small Outline Integral Circuit) шаг выводов 1. SOP (Small Outline Package) схожий с SOIC тип корпуса (шаг выводов 1.27мм) TSOP (Thin Small Outline Package) уменьшенный по толщине (высоте) корпус SSOP (Shrink Small Outline Package) уменьшенный по длине (шаг ваводов 0.64мм) корпус SOP Mini Flat увеличенный по длине (шаг ваводов 2.54мм) корпус SOIC (SOP) TSSOP (Thin Shrink Small Outline Package) уменьшенный по толщине(высоте) корпус Так же существует похожий тип корпуса PG-DSO (Plastic Dual Small Outline Package) корпус с шагом выводов 0.
На примере корпуса с 16 выводами примерный размер корпуса микросхомы без выводов соответствует TSSOP-16 — 5×4.4×0.9mm SSOP-16 — 5×4.4×1.2mm SOIC-16 — 10x4x1.5mm SOP-16 — 10.5×5.3×1.9 (для ширины 150mil) SOP-16 — 12.7×7.6×3 (для ширины 300mil)
| |
QFP (Quad Flat Package), TQFP (Thin QFP), LQFP (Low-profile QFP) | |
| Дальнейшее развитие корпуса SOIC. Квадратный корпус толщиной около 1мм, выводы расположены с четырех сторон. Количество выводов – от 32 до 144. Шаг – 0,8 мм. Ширина вывода – 0,3…0,45 мм. Нумерация выводов – от скошенного угла (верхний левый) против часовой стрелки. | |
PLCC (Plastic J-leaded Chip Carrier) | |
Квадратный (реже прямоугольный) корпус. | |
BGA (Ball Grid Array) | |
Массив шариков. BGA выводы представляют собой шарики из припоя, нанесённые на контактные площадки с обратной стороны микросхемы. | |
27мм
64мм, 1.0мм и 1.27мм
Выводы расположены с четырех сторон корпуса, и имеют J -образную форму (выводе загнуты под нижнюю сторону корпуса микросхемы).Другие полезные ссылки
4. Типы корпусов микросхем
Большинство
микросхем имеют корпус, т.
е. прямоугольный
контейнер (пластмассовый, керамический,
металлокерамический) с металлическими
выводами (ножками). Предложено множество
различных типов корпусов, но наибольшее
распространение получили два основных
типа (рис. 1.5):
1. Корпус с двухрядным вертикальным расположением выводов, например: DIP (Dual In Line Package, Plastic) – пластмассовый корпус, DIC (Dual In Line Package, Ceramic) – керамический корпус. Общее название для таких корпусов – DIL. Расстояние между выводами составляет 0,1 дюйма (2,54 мм). Расстояние между рядами выводов зависит от количества выводов.
2. Корпус с двухрядным плоскостным расположением выводов, например: FP (Flat-Package, Plastic) – пластмассовый плоский корпус, FPC (Flat-Package, Ceramic) – керамический плоский корпус. Общее название для таких корпусов – Flat. Расстояние между выводами составляет 0,05 дюйма (1,27 мм) или 0,025 дюйма (0,0628 мм).
Рис.
Номера выводов всех корпусов считаются, начиная с вывода, помеченного ключом, по направлению против часовой стрелки (если смотреть на микросхему сверху). Ключом может служить вырез на одной из сторон корпуса микросхемы, точка около первого вывода или утолщение первого вывода. Первый вывод может находиться в левом нижнем углу или в правом верхнем углу (в зависимости от того, как повернут корпус). Микросхемы обычно имеют стандартное число выводов из ряда: 4, 8, 14, 16, 20, 24, 28, … Для микросхем стандартных цифровых серий используются корпуса с количеством выводов, начиная с 14.
При
изображении микросхем используются
сокращенные названия входных и выходных
сигналов, отражающие их функцию. Эти
названия располагаются на рисунке
рядом с соответствующим выводом. Также
на изображении микросхем указывается
выполняемая ими функция (обычно в центре
вверху). Изображение микросхем иногда
делят на три вертикальных поля.
Левое
поле относится к входным сигналам,
правое – к выходным сигналам. В
центральном поле помещаются название
микросхемы и символы ее особенностей.
Неинформационные выводы могут указываться
как на левом, так и на правом поле, иногда
их показывают на верхней или нижней
стороне прямоугольника, изображающего
микросхему.
Рис. 1.6. Обозначения входов и выходов
Инверсия сигнала обозначается кружочком на месте входа или выхода. Существуют инверсные входы и инверсные выходы (рис. 1.6). Если какая-то микросхема выполняет функцию по фронту входного сигнала, то на месте входа ставится косая черта (под углом 45°), причем наклон вправо или влево определяется тем, какой фронт – положительный или отрицательный – используется в данном случае.
Тип
выхода микросхемы помечается специальным
значком: выход 3С (выход с тремя состояниями
или возможностью отключения) –
перечеркнутым ромбом, а выход ОК (выход
с открытым коллектором) – подчеркнутым
ромбом.
В таблице 1.4 приведены некоторые наиболее часто встречающиеся обозначения сигналов и функций микросхем. Микросхема в целом обозначается на схемах буквами DD (от английского Digital – цифровой) с соответствующим номером, например DD1, DD20.1, DD38.2 (после точки указывается номер элемента или узла внутри микросхемы).
Таблица 1.4
Обозначение | Название | Назначение |
& | And | Элемент И |
=1 | Exclusive Or | Элемент Исключающее ИЛИ |
1 | Or | Элемент ИЛИ |
A | Address | Адресные разряды |
BF | Buffer | Буфер |
C | Clock | Тактовый сигнал (строб) |
CE | Clock Enable | Разрешение тактового сигнала |
CT | Counter | Счетчик |
CS | Chip Select | Выбор микросхемы |
D | Data | Разряды данных, данные |
DC | Decoder | Дешифратор |
EZ | Enable Z-state | Разрешение третьего состояния |
G | Generator | Генератор |
I | Input | Вход |
I/O | Input/Output | Вход/Выход |
OE | Output Enable | Разрешение выхода |
MS | Multiplexer | Мультиплексор |
Q | Quit | Выход |
R | Reset | Сброс (установка в нуль) |
RG | Register | Регистр |
S | Set | Установка в единицу |
SM | Summator | Сумматор |
T | Trigger | Триггер |
TC | Terminal Count | Окончание счета |
Z | Z-state | Третье состояние выхода |
различных типов пакетов ИС и какой из них выбрать?
От громоздких электронных ламп к компактным SMD ИС произошли значительные изменения в способах появления или упаковки электронных компонентов.
Производители постоянно работают над уменьшением размера ИС, и, кроме того, несколько компонентов также постепенно интегрируются в конструкции БИС, СБИС и ULSI, чтобы уменьшить количество компонентов на плате. Сегодня почти все компоненты доступны в двух или более различных типах пакетов, среди которых инженер может выбрать тот, который лучше всего подходит для его применения. В этой статье мы узнаем о различных Типы пакетов IC и где они могут быть полезны.
Изготовление ИС
Прежде чем мы углубимся в различные типы корпусов ИС, давайте быстро узнаем о процессе изготовления ИС . Фактически ИС состоят из монолитных, гибридных или пленочных схем. Шаги изготовления ИС следующие:
1. Литография — это процесс определения рисунка, при котором фоторезистивный материал равномерно наносится на поверхность пластины, а затем выпекается для затвердевания. Позже свет проецируется через сетку, содержащую информацию о маске, и выборочно удаляется.
2. Травление — Нежелательные материалы удаляются с поверхности пластины.
3. Осаждение — Методами физического осаждения из паровой фазы и химического осаждения из паровой фазы материалы наносятся на пластину.
4. Химико-механическая полировка – Метод выравнивания путем нанесения на поверхность пластины химической суспензии с травильными агентами.
5. Окисление: В процессе окисления молекулы кислорода (сухое окисление) или H O (мокрое окисление) превращают слои кремния на поверхности пластины в диоксид кремния.
6. Ионная имплантация: Наиболее широко используемый метод введения легирующих примесей в полупроводник. Ионизированные частицы ускоряются электрическим полем и направляются на полупроводниковую пластину.
7. Диффузия: Стадия диффузии после ионной имплантации используется для отжига дефектов решетки, вызванных бомбардировкой.
Типы корпусов интегральных схем
Корпуса делятся на два типа в зависимости от того, как они монтируются на печатной плате.
Комплекты для монтажа в сквозное отверстие
Они сконструированы таким образом, что выводные контакты втыкаются в одну сторону платы и припаиваются к другой. Они больше по размеру по сравнению с другими видами. Они в основном используются в электронном оборудовании, чтобы компенсировать ограничения на пространство на плате и стоимость. Двойные встроенные пакеты являются одним из примеров корпусов для сквозного монтажа.
В дополнение к этой классификации, корпуса для монтажа в сквозное отверстие бывают керамическим и пластиковым.
Это наиболее часто используемые пакеты IC Dual Inline Packages (DIP) . Так же, как и в 28-контактном ATmega328 , контакты расположены параллельно друг другу, вытянуты перпендикулярно и расположены на черном пластиковом корпусе прямоугольной формы.
Штифты расположены на расстоянии 0,1 дюйма.
Кроме того, упаковка различается по размеру из-за разницы в количестве контактов в разных упаковках. Их количество варьируется от 4 до 64. Эти контакты расположены таким образом, что их можно расположить по центру макетной платы, не закорачивая друг друга и даже не вплавляя в печатные платы.
Существует множество типов DIP-корпусов , пластиковые двухрядные комплекты ( PDIP ) и формованные двухрядные комплекты ( MDIP ) являются немногими популярными типами. Далее его можно классифицировать как-
Стандарт — Это самая распространенная упаковка. Штифты расположены на расстоянии 0,1 дюйма друг от друга.
Skinny — В этой упаковке расстояние между рядами клемм составляет 7,62 мм.
Термоусадочная — Аналогичны стандартным, но шаг шага 1,778 мм. Меньшие по размеру, они используют упаковку с высокой плотностью контактов.
Zig-Zag in Line Packages (ZIP) — Контакты в этом типе упаковки вставляются перпендикулярно печатной плате. Эти штифты расположены в упаковке перпендикулярно и ближе друг к другу. Такая упаковка просуществовала недолго и в основном использовалась в микросхемах динамической памяти. Другие типы корпусов со сквозными отверстиями включают CER-DIP , в которых шаг выводов составляет 2,54 мм, а корпус отлит из керамики. Кроме того, в качестве уплотнительного материала используется стекло. Массив контактов (PGA) шаг свинца 2,54 мм, корпус выполнен из керамики. Штифты расположены вертикально от корпуса и могут быть размещены на сетке. Этот обычно подходит для упаковки с несколькими штифтами.
Упаковка для поверхностного монтажа
Упаковка для поверхностного монтажа соответствует технологии монтажа или размещения компонентов непосредственно на поверхности печатной платы. Хотя этот процесс изготовления помогает делать вещи быстро, он также увеличивает вероятность дефектов.
Это связано с миниатюризацией компонентов, а также с тем, что они установлены очень близко друг к другу. Это, в свою очередь, делает чрезвычайно важным обнаружение сбоя во всем процессе. Опять же, в упаковке для поверхностного монтажа также используется керамическое или пластиковое литье.
Существуют следующие типы корпусов для поверхностного монтажа, в которых используются пластиковые формы: в форме буквы L и может быть установлен непосредственно на доске.
Комплекты с четырьмя плоскими L-выводами (QFP)- Они аналогичны SOP . Однако единственное отличие состоит в том, что выводы выведены в 4-х направлениях вместо 2-х и закреплены непосредственно на плате. Они также поставляются с радиатором и встроенным распределителем тепла.
Шариковая решетка (BGA) — Имеют массивы шариков для пайки на задней поверхности печатных плат.
Решетчатая матрица с малым шагом — Имеют массивы припоя на задней поверхности печатных плат.
Упаковка размера пластины уровня пластины — Многие отдельные чипы изготавливаются из упакованной пластины, которая вырезается.
Монтаж в сквозное отверстие VS Монтаж на поверхность
Два типа упаковки — в основном монтаж в сквозное отверстие и монтаж на поверхность — имеют свои преимущества и недостатки. Вот сравнение между устройствами для сквозного и поверхностного монтажа с различными факторами, которые изменяют потребность в типе корпусов ИС.
1. Размер — корпуса для поверхностного монтажа меньше по сравнению с корпусами для сквозного монтажа.
2. Плотность компонентов — Комплекты для поверхностного монтажа имеют сравнительно более высокую плотность компонентов, а также плотность соединений.
3. Сборка — Мелкие ошибки автоматически исправляются расплавленным припоем, который сближает компоненты из-за натяжения в корпусах для поверхностного монтажа, в отличие от корпусов со сквозными отверстиями, которые не допускают даже малейших ошибок при выполнении отверстий.
Это связано с тем, что однажды выполненное выравнивание невозможно исправить.
4. Электромагнитная совместимость — Способность различных электронных устройств и компонентов правильно работать даже в присутствии других устройств, излучающих электромагнитные волны. Комплекты для поверхностного монтажа обладают лучшими характеристиками ЭМС.
5. Стоимость — Стоимость производства также ниже, чем у упаковок со сквозными отверстиями, благодаря автоматизированным методам.
Однако пакеты для поверхностного монтажа не могут работать вместе с простым подключаемым модулем на макетной плате. Они должны быть установлены на штыревом держателе. Или, что еще хуже, им могут понадобиться специальные печатные платы, индивидуально настроенные для разных прототипов.
Выбор правильного корпуса ИС для вашего приложения
Во-первых, давайте подчеркнем, насколько важно иметь хорошую упаковку.
Интегральные схемы помещаются в пакеты для облегчения обращения с ними и сборки на печатных платах. Крайне важно поместить ИС в корпуса, чтобы избежать каких-либо повреждений и коррозии. Кроме того, пакеты помогают рассеивать выделяемое тепло. Однако это заключительная часть всего процесса изготовления. Прежде чем принять решение о том, какая упаковка лучше всего вам подходит, обратите внимание на некоторые важные факторы, такие как возможность сборки, мощность, стоимость и возможность подключения.
Благодаря постоянному развитию появилось много видов корпусов для полупроводниковых интегральных схем. Мотив состоит в том, чтобы выбрать для себя правильный тип корпуса ИС , который будет доступным и при этом не будет идти на компромисс с производительностью.
Типы корпусов ИС | DIP, SMD, QFP, BGA, SOP, SOT, QFN, SOIC
— Реклама — Что такое упаковка IC? Последним шагом в создании полупроводникового устройства является упаковка интегральной схемы, которая включает в себя помещение блока полупроводникового материала (на котором изготавливается данная функциональная схема) в защитный корпус для защиты от физических повреждений и коррозии.
Существует много типов корпусов ИС, каждый из которых имеет уникальные размеры, способы монтажа и количество выводов.
Наиболее распространенные типы корпусов ИС включают:
- Пакет DIP IC
2. SMD IC Package
- QFP -> TQFP, VQFP, LQFP
- СОП -> PSOP, TSOP, TSSOP
- SOT IC Пакет
3. Корпус SOIC
4. Корпус BGA IC
5. Корпус QFN IC
Различные типы корпусов IC Двухрядный корпус (DIP)ИС пакет используется в схемах, особенно в хобби-проектах. Эта ИС имеет два параллельных ряда контактов, выходящих перпендикулярно из прямоугольного пластикового корпуса.
Габаритные размеры корпуса DIP зависят от количества контактов. Наиболее распространенное количество кеглей: четыре, шесть, восемь, четырнадцать, восемнадцать, двадцать, двадцать восемь и сорок кеглей. Штыри на DIP IC расположены на расстоянии 2,54 мм друг от друга, что является стандартным расстоянием, идеально подходящим для установки в макетные платы, вероплаты и другие макетные платы.
Микросхема DIP также может быть легко припаяна к печатной плате. Иногда вместо пайки ИС непосредственно на печатной плате используется гнездо для ИС. Использование разъема позволяет легко снимать DIP IC с печатной платы и вставлять ее в нее.
Устройство для поверхностного монтажа (SMD)На рынке доступно множество корпусов для поверхностного монтажа, включая SOP, малогабаритные транзисторы (SOT) и QFP. Для корпусов SMD IC обычно требуются специальные печатные платы, содержащие соответствующий рисунок меди, на который они должны быть припаяны. Обычно для их пайки на печатных платах используются специальные автоматизированные инструменты.
ИС малого размера (SOIC)Корпус SOIC короче и уже, чем DIP. Это SMD со всеми DIP-выводами, изогнутыми наружу и уменьшенными до размера. Каждый штифт обычно находится на расстоянии около 1,27 мм от следующего.
Пакет Small-outline (SOP) Это еще меньшая версия пакета SOIC.
Подобно SOIC, семейство SOP имеет меньший форм-фактор с расстоянием между выводами менее 1,27 мм. Каждая СОП включает пластиковую упаковку малого размера (PSOP), тонкую упаковку малого размера (TSOP) и тонкую термоусадочную упаковку малого размера (TSSOP).
В отличие от DIP, имеющего две стороны, QFP IC имеет выводы на всех четырех сторонах. Микросхема QFP может иметь от восьми контактов на каждой стороне (всего 32) до более семидесяти (300+). Выводы на микросхеме QFP обычно располагаются на расстоянии от 0,4 мм до 1 мм друг от друга.
Меньшие варианты стандартного пакета QFP включают в себя тонкие пакеты QFP (TQFP), очень тонкие пакеты QFP (VQFP) и низкопрофильные пакеты QFP (LQFP).
Quad-flat без выводов (QFN)Существует еще один тип ИС QFP, но с другой структурой выводов, называемый корпусом QFN. Выводы на корпусе QFN открыты снизу, а иногда и с обеих сторон, и снизу.
Малогабаритный транзистор (SOT) Устройства SMD, такие как прямоугольные транзисторы, доступны в корпусах SOT.
