Типы корпусов электронных компонентов
Условно все типы корпусов электронных компонентов можно разделить на два типа: корпуса с выводами для монтажа в сквозные отрверстия (РТН-Plated Through-hole) и корпуса с планарыми выводами (SMT — Surface Mounting Technology).
Ниже представлены основыне типы корпусов микросхем и дискретных компонентов. Как правило, в зависимости от расположения выводов, можно выделить следующие типы корпусов:
- корпуса с периферийным расположением выводов, когда вы¬воды расположены по краям кристалла или корпуса;
- корпуса с матричным расположением выводов.
Следует отметить, что большинство типов микросхем имеют периферийное расположение выводов. Тем не менее, шаг периферийных выводов ограничен 0,3 мм, что позволяет микросхемам с корпусами больших размеров иметь до 500 выводов. Но нужно принять во внимание, что при шаге выводов меньше 0,5 мм выход годных изделий резко снижается.
Большое разнообразие имеют электронные компоненты с матричным расположением выводов:
- CSP (Chip-scale Packages — корпус, соизмеримый с размером кристалла),
- PBGA (Plastic Ball Grid Array — пластмассовые корпуса с шариковыми матричными выводами),
- CBGA (Ceramic Ball Grid Array — керамические корпуса с шариковыми матричными выводами),
- PPGA (Plastic Pin Grid Array — пластмассовые корпуса с матричными контактными площадками),
- CCGA (Ceramic Column Grid Array — керамические корпуса со столбиковыми матричными выводами).
Ниже приведена информация об основных типах корпусов элкетронных комопнентов, применяемых при разработке печатных плат.
Чип-резистор
Чип-конденсаторы
Чип-индуктивность
Танталовый чип-конденсатор
MELF(Metal Electrode Face)-компоненты
Транзисторы в корпусе SOT23
Транзисторы в корпусе SOT89
Диоды в корпусе SOD123
Транзисторы в корпусе SOT143
Транзисторы в корпусе SOT223
Транзисторы в корпусе TO-252/TO-268 (Modified Through-Hole Component)
Микросхемы в корпусе SOIC (Small Outline Integrated Circuits)
Микросхемы в корпусе SSOIC (Small Outline Integrated Circuits)
Микросхемы в корпусе SOP (Small Outline Package)
Микросхемы в корпусе TSOP (Thin Small Outline Package)
Микросхемы в корпусе CFP (Ceramic Flat Pack)
Микросхемы в корпусе SOJ (Components with J Leads on Two Sides)
Микросхемы в корпусе PQFP (Plastic Quad Flat Pack)
Микросхемы в корпусе SQFP (Shrink Quad Flat Pack)
Микросхемы в корпусе SQFP (Shrink Quad Flat Pack) Rectangular
Микросхемы в корпусе CQFP (Ceramic Quad Flat Pack) Rectangular
Микросхемы в корпусе PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), Square
Микросхемы в корпусе PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), Rectangular
Микросхемы в корпусе LCC (Leadless Ceramic Chip Carrier)
Микросхемы в корпусе DIP (Dual-In-Line Pin)
Микросхемы в корпусе BGA (ball grid array — матрица шариковых выводов)
Чип-резистор
Рисунок 1 — Конструкция чип-резистора
Рисунок 2 — Размеры чип-резистора
Рисунок 3 — Таблица основных параметров чип-резистора
Чип-конденсаторы
Рисунок 4 — Конструкция чип-конденсатора
Рисунок 5 — Размеры чип-конденсатора
Рисунок 6 — Таблица основных параметров чип-конденсатора
Чип-индуктивность
Рисунок 7 — Конструкция чип-индуктивности
Рисунок 8 — Размеры чип-индуктивности
Рисунок 9 — Таблица основных параметров чип-индуктивности
Танталовый чип-конденсатор
Рисунок 10 — Конструкция танталового чип-конденсатора
Рисунок 11 — Размеры танталового чип-конденсатора
Рисунок 12 — Таблица основных параметров танталового чип-конденсатора
MELF(Metal Electrode Face)-компоненты
Рисунок 13 — Конструкция MELF-компонента
Рисунок 14 — Размеры MELF-компонента
Рисунок 15 — Таблица основных параметров MELF-компонента
Транзисторы в корпусе SOT23
Рисунок 16 — Конструкция SOT23
Рисунок 17 — Размеры SOT23
Рисунок 18 — Таблица основных параметров SOT23
Транзисторы в корпусе SOT89
Рисунок 19 — Конструкция SOT89
Рисунок 20 — Размеры SOT89
Рисунок 21 — Таблица основных параметров SOT89
Диоды в корпусе SOD123
Рисунок 22 — Конструкция SOD123
Рисунок 23 — Размеры SOD123
Рисунок 24 — Таблица основных параметров SOD123
Транзисторы в корпусе SOT143
Рисунок 25 — Конструкция SOT143
Рисунок 26 — Размеры SOT143
Рисунок 27 — Таблица основных параметров SOT89
Транзисторы в корпусе SOT223
Рисунок 28 — Конструкция SOT223
Рисунок 29 — Размеры SOT223
Рисунок 30 — Таблица основных параметров SOT223
Транзисторы в корпусе TO-252/TO-268 (Modified Through-Hole Component)
Рисунок 31 — Конструкция TO252
Рисунок 32 — Размеры TO252
Рисунок 33 — Таблица основных параметров TO252
Примечаниие к таблице: * — TO-252, ** — TO-268.
Микросхемы в корпусе SOIC (Small Outline Integrated Circuits)
Рисунок 34 — Конструкция SOIC
Рисунок 35 — Размеры SOIC
Рисунок 36 — Таблица основных параметров SOIC
Микросхемы в корпусе SSOIC (Small Outline Integrated Circuits)
Рисунок 37 — Конструкция SSOIC
Рисунок 38 — Размеры SSOIC
Рисунок 39 — Таблица основных параметров SSOIC
Микросхемы в корпусе SOP (Small Outline Package)
Рисунок 40 — Конструкция SOP
Рисунок 41 — Размеры SOP
Рисунок 42 — Таблица основных параметров SOP
Микросхемы в корпусе TSOP (Thin Small Outline Package)
Рисунок 43 — Конструкция TSOP
Рисунок 44 — Размеры TSOP
Рисунок 45 — Таблица основных параметров TSOP
Микросхемы в корпусе CFP (Ceramic Flat Pack)
Рисунок 46 — Конструкция CFP
Рисунок 47 — Размеры CFP
Рисунок 48 — Таблица основных параметров CFP
Микросхемы в корпусе SOJ (Components with J Leads on Two Sides)
Рисунок 49 — Конструкция SOJ
Рисунок 50 — Размеры SOJ
Рисунок 51 — Таблица основных параметров SOJ
Рисунок 52 — Размеры SOJ
Рисунок 53 — Таблица основных параметров SOJ
Микросхемы в корпусе PQFP (Plastic Quad Flat Pack)
Рисунок 54 — Конструкция PQFP
Рисунок 55 — Размеры PQFP
Рисунок 56 — Таблица основных параметров PQFP
Микросхемы в корпусе SQFP (Shrink Quad Flat Pack)
Рисунок 57 — Конструкция SQFP
Рисунок 59 — Таблица основных параметров SQFP
Рисунок 60 — Таблица основных параметров SQFP
Рисунок 61 — Таблица основных параметров SQFP
Рисунок 62 — Таблица основных параметров SQFP
Микросхемы в корпусе SQFP (Shrink Quad Flat Pack) Rectangular
Рисунок 63 — Конструкция SQFP Rectangular
Рисунок 64 — Размеры SQFP Rectangular
Рисунок 65 — Таблица основных параметров SQFP Rectangular
Рисунок 66 — Таблица основных параметров SQFP Rectangular
Рисунок 67 — Таблица основных параметров SQFP Rectangular
Рисунок 68 — Таблица основных параметров SQFP Rectangular
Микросхемы в корпусе CQFP (Ceramic Quad Flat Pack) Rectangular
Рисунок 69 — Конструкция CQFP
Рисунок 70 — Размеры CQFP
Рисунок 71 — Таблица основных параметров CQFP
Микросхемы в корпусе PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), Square
Рисунок 72 — Конструкция PLCC
Рисунок 73 — Размеры PLCC
Рисунок 74 — Таблица основных параметров PLCC
Микросхемы в корпусе PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), Rectangular
Рисунок 75 — Конструкция PLCC Rectangular
Рисунок 76 — Размеры PLCC Rectangular
Рисунок 77 — Таблица основных параметров PLCC Rectangular
Микросхемы в корпусе LCC (Leadless Ceramic Chip Carrier)
Рисунок 78 — Конструкция LCC
Рисунок 79 — Размеры LCC
Рисунок 80 — Таблица основных параметров LCC
Микросхемы в корпусе DIP (Dual-In-Line Pin)
Рисунок 81 — Конструкция DIP
Рисунок 82 — Размеры DIP
Рисунок 83 — Таблица основных параметров DIP
Микросхемы в корпусе BGA (ball grid array — матрица шариковых выводов)
шаг выводов 1.
5 мм
Рисунок 84 — Конструкция BGA
Рисунок 85 — Размеры BGA
Рисунок 86 — Таблица основных параметров PBGA
Рисунок 87 — Таблица основных параметров PBGA
шаг выводов 1.27 мм
Рисунок 88 — Таблица основных параметров PBGA
Рисунок 89 — Таблица основных параметров PBGA
шаг выводов 1 мм
Рисунок 90 — Таблица основных параметров PBGA
Рисунок 91 — Таблица основных параметров PBGA
шаг выводов 1.27 мм, PBGA Rectangular
Рисунок 92 — Таблица основных параметров PBGA
Корпуса микросхем — Типы корпусов микросхем, их виды
В этой статье мы рассмотрим самые основные корпуса микросхем, которые очень часто используются в повседневной электронике.
Содержание статьи
DIP корпус
DIP ( англ. Dual In-Line Package) — корпус с двумя рядами выводов по длинным сторонам микросхемы.
Раньше, да наверное и сейчас, корпус DIP был самым популярным корпусом для многовыводных микросхем. Выглядит он вот так:
В зависимости от количества выводов микросхемы, после слова «DIP» ставится количество ее выводов. Например, микросхема, а точнее, микроконтроллер atmega8 имеет 28 выводов:
Следовательно, ее корпус будет называться DIP28.
А вот у этой микросхемы корпус будет называться DIP16.
Чтобы не считать каждый раз количество выводов, можно их сосчитать только на одной стороне микросхемы и тупо умножить на два.
В основном в корпусе DIP в Советском Союзе производили логические микросхемы, операционные усилители и тд. Сейчас же корпус DIP также не теряет своей актуальности и в нем до сих пор делают различные микросхемы, начиная от простых аналоговых и заканчивая микроконтроллерами.
Корпус DIP может быть выполнен из пластика (что в большинстве случаев) и называется он PDIP, а также из керамики — CDIP.
На ощупь корпус CDIP твердый как камень, и это неудивительно, так как он сделан из керамики.
Пример CDIP корпуса.
Имеются также модификации DIP корпуса: HDIP, SDIP.
HDIP (Heat-dissipating DIP) — теплорассеивающий DIP. Такие микросхемы пропускают через себя большой ток, поэтому сильно нагреваются. Чтобы отвести излишки тепла, на такой микросхеме должен быть радиатор или его подобие, например, как здесь два крылышка-радиатора посерединке микрухи:
SDIP (Small DIP) — маленький DIP. Микросхема в корпусе DIP, но c маленьким расстоянием между ножками микросхемы:
SIP корпус
SIP корпус (Single In line Package) — плоский корпус с выводами с одной стороны. Очень удобен при монтаже и занимает мало места.
Количество выводов также пишется после названия корпуса. Например, микруха снизу в корпусе SIP8.
У SIP тоже есть модификации — это HSIP (Heat-dissipating SIP). То есть тот же самый корпус, но уже с радиатором
ZIP корпус
ZIP (Zigzag In line Package) — плоский корпус с выводами, расположенными зигзагообразно. На фото ниже корпус ZIP6. Цифра — это количество выводов:
Ну и корпус с радиатором HZIP:
Только что мы с вами рассмотрели основной класс In line Package микросхем. Эти микросхемы предназначены для сквозного монтажа в отверстиях в печатной плате.
Например, микросхема DIP14, установленная на печатной плате
и ее выводы с обратной стороны платы, уже без припоя.
Кто-то все таки умудряется запаять микросхемы DIP, как микросхемы для поверхностного монтажа (о них чуть ниже), загнув выводы под углом в 90 градусов, или полностью их выпрямив.
Это извращение), но работает).
Переходим к другому классу микросхем — микросхемы для поверхностного монтажа или, так называемые SMD компоненты. Еще их называют планарными радиокомпонентами.
Такие микросхемы запаиваются на поверхность печатной платы, под выделенные для них печатные проводники. Видите прямоугольные дорожки в ряд? Это печатные проводники или в народе пятачки. Вот именно на них запаиваются планарные микросхемы.
SOIC корпус
Самым большим представителем этого класса микросхем являются микросхемы в корпусе SOIC (Small-Outline Integrated Circuit) — маленькая микросхема с выводами по длинным сторонам. Она очень напоминает DIP, но обратите внимание на ее выводы. Они параллельны поверхности самого корпуса:
Вот так они запаиваются на плате:
Ну и как обычно, цифра после «SOIC» обозначает количество выводов этой микросхемы.
На фото выше микросхемы в корпусе SOIC16.
SOP корпус
SOP (Small Outline Package) — то же самое, что и SOIC.
Модификации корпуса SOP:
PSOP — пластиковый корпус SOP. Чаще всего именно он и используется.
HSOP — теплорассеивающий SOP. Маленькие радиаторы посередине служат для отвода тепла.
SSOP(Shrink Small Outline Package) — » сморщенный» SOP. То есть еще меньше, чем SOP корпус
TSSOP(Thin Shrink Small Outline Package) — тонкий SSOP. Тот же самый SSOP, но «размазанный» скалкой. Его толщина меньше, чем у SSOP. В основном в корпусе TSSOP делают микросхемы, которые прилично нагреваются. Поэтому, площадь у таких микросхем больше, чем у обычных.
Короче говоря, корпус-радиатор).
SOJ — тот же SOP, но ножки загнуты в форме буквы «J» под саму микросхему. В честь таких ножек и назвали корпус SOJ:
Ну и как обычно, количество выводов обозначается после типа корпуса, например SOIC16, SSOP28, TSSOP48 и тд.
QFP корпус
QFP (Quad Flat Package) — четырехугольный плоский корпус. Главное отличие от собрата SOIC в том, что выводы размещены на всех сторонах такой микросхемы
Модификации:
PQFP — пластиковый корпус QFP. CQFP — керамический корпус QFP. HQFP — теплорассеивающий корпус QFP.
TQFP (Thin Quad Flat Pack) — тонкий корпус QFP. Его толщина намного меньше, чем у его собрата QFP
PLCC корпус
PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) и СLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) — соответственно пластиковый и керамический корпус с расположенными по краям контактами, предназначенными для установки в специальную панельку, в народе называемую «кроваткой».
Типичным представителем является микросхема BIOS в ваших компьютерах.
Вот так примерно выглядит «кроватка» для таких микросхем
А вот так микросхема «лежит» в кроватке.
Иногда такие микросхемы называют QFJ, как вы уже догадались, из-за выводов в форме буквы «J»
Ну и количество выводов ставится после названия корпуса, например PLCC32.
PGA корпус
PGA (Pin Grid Array) — матрица из штырьковых выводов. Представляет из себя прямоугольный или квадратный корпус, в нижней части которого расположены выводы-штырьки
Такие микросхемы устанавливаются также в специальные кроватки, которые зажимают выводы микросхемы с помощью специального рычажка.
В корпусе PGA в основном делают процессоры на ваши персональные компьютеры.
Корпус LGA
LGA (Land Grid Array) — тип корпусов микросхем с матрицей контактных площадок.
Чаще всего используются в компьютерной технике для процессоров.
Кроватка для LGA микросхем выглядит примерно вот так:
Если присмотреться, то можно увидеть подпружиненные контакты.
Сам микросхема, в данном случае процессор ПК, имеет просто металлизированные площадки:
Для того, чтобы все работало, должно выполняться условие: микропроцессор должен быть плотно прижат к кроватке. Для этого используются разного рода защелки.
Корпус BGA
BGA (Ball Grid Array) — матрица из шариков.
Как мы видим, здесь выводы заменены припойными шариками. На одной такой микросхеме можно разместить сотни шариков-выводов. Экономия места на плате просто фантастическая. Поэтому микросхемы в корпусе BGA применяют в производстве мобильных телефонов, планшетах, ноутбуках и в других микроэлектронных девайсах. О том, как перепаивать BGA, я еще писал в статье Пайка BGA микросхем.
В красных квадратах я пометил микросхемы в корпусе BGA на плате мобильного телефона.
Как вы видите, сейчас вся микроэлектроника строится именно на BGA микросхемах.
Технология BGA является апогеем микроэлектроники. В настоящее время мир перешел уже на технологию корпусов microBGА, где расстояние между шариками еще меньше, и можно уместить даже тысячи(!) выводов под одной микросхемой!
Вот мы с вами и разобрали основные корпуса микросхем.
Ничего страшного нет в том, что вы назовете микросхему в корпусе SOIC SOPом или SOP назовете SSOPом. Также ничего страшного нет и в том, чтобы назвать корпус QFP TQFPом. Границы между ними размыты и это просто условности. Но вот если микросхему в корпусе BGA назовете DIP, то это уже будет полное фиаско.
Начинающим радиолюбителям стоит просто запомнить три самых важных корпуса для микросхем — это DIP, SOIС (SOP) и QFP безо всяких модификаций и стоит также знать их различия. В основном именно эти типы корпусов микросхем радиолюбители используют чаще всего в своей практике.
Типы корпусов ИС: подробное руководство
Введение
Упаковка ИС — это метод защиты полупроводниковых компонентов от внешних физических повреждений или коррозии путем помещения их в упаковочные материалы из керамики или пластика.
Существует множество различных типов интегральных схем, соответствующих различным конструкциям схем и требованиям к внешней оболочке. Это приводит к различным типам конструкций корпусов ИС и различным способам их классификации.
Современные конструкции корпусов ИС — это хорошие возможности для достижения функциональной плотности, гетерогенной интеграции и масштабирования кремния. Кроме того, они идеально подходят для уменьшения общего размера упаковки многих электронных приложений, которые имеют расширенные функциональные возможности устройства и отказоустойчивость кремния.
Что такое упаковка ИС?
Упаковка IC — это сокращенный термин для упаковки интегральных схем. Это компонент или материал, в котором содержится полупроводниковое устройство. Это означает, что упаковка покрывает или окружает схемное устройство и при этом защищает его от физического повреждения или коррозии.
Пластмасса или керамика являются обычно используемыми материалами для упаковки ИС, поскольку они обладают лучшей электропроводностью.
Эта функция имеет жизненно важное значение, поскольку упаковка ИС также служит для облегчения монтажа электрических контактов, которые подключены к печатной плате (PCB) электронного устройства. Организация соединений на ИС и то, как они расположены с использованием стандартного пакета ИС, должны соответствовать вариантам использования и приложениям конкретных ИС.
Упаковка интегральных схем — это заключительный этап производства полупроводниковых устройств, после которого интегральная схема отправляется на тестирование, чтобы определить, соответствует ли она отраслевым стандартам. [1]
Почему важна упаковка ИС?
Интегральные схемы, как правило, хрупкие и не имеют разъемов или контактов для подключения к печатной плате. Благодаря внедрению корпусов схем носители микросхем будут использоваться для защиты деликатной структуры интегральных схем, а также для обеспечения штыревых разъемов. Вышеупомянутая защита возможна благодаря пластику, стеклу, металлу или керамике, из которых могут быть изготовлены упаковки, обеспечивая физический барьер от внешнего воздействия и коррозии.
Упаковка ИС также имеет дополнительное преимущество терморегулирования в устройствах, для которых они используются.
Кроме того, пакеты состоят из отдельных частей, которые улучшают общую работу интегральной схемы и обеспечивают ее надежность. Выводы обычно изготавливаются из меди и тонкого оловянного покрытия с более тонкими проводами, соединенными с корпусом. Они полезны для установления прочного соединения между выводами и интегральной схемой. После этого выводы соединяются проводящими контактными площадками на полупроводниковом кристалле, а затем припаиваются к печатной плате на внешней части корпуса. Даже дискретные компоненты, такие как конденсаторы, транзисторы или диоды, имеют широкий спектр корпусов с небольшим количеством выводов, используемых для них. [2]
Типы корпусов ИС
Существует много корпусов ИС и различных способов их классификации. Что касается пакетов ИС, то часто можно встретить технические сокращенные термины, такие как DIP, SIP, SOP, SSOP, TSOP, MSOP, QSOP, SOIC, QFP, TQFP, BGA и т.
д. Все это названия различных пакетов ИС. и классифицировать их можно по-разному. Типы корпусов ИС
можно отличить по способу монтажа, поскольку они делятся на две широкие категории, а именно технологию сквозного монтажа и технологию поверхностного монтажа (SMT). В корпусах со сквозными отверстиями выводы вставляются через отверстия на печатной плате, а затем припаиваются, в то время как в корпусах для поверхностного монтажа компоненты монтируются непосредственно на внешней стороне платы. Компоненты упаковки для поверхностного монтажа называются устройствами для поверхностного монтажа (SMD).
Другой способ классификации корпусов интегральных схем — по расположению контактов. Интегральные схемы обычно имеют линейную, квадратную или прямоугольную форму, поэтому расположение выводов может быть линейным, в двух параллельных направлениях, с четырех сторон или в матричной форме. Дальнейшая классификация может быть сделана по форме штифта или клеммы. Формы могут быть линейными, L-образными, J-образными, игольчатыми, с взаимным складыванием и в форме ленты/пленки, среди прочих.
Наконец, пакеты IC можно отличить по количеству клемм или контактов. Существуют двухполюсные, трехполюсные, четырехполюсные, пятиполюсные, шестиполюсные и более шестиполюсные пакеты. Размеры терминала также могут служить отличительным фактором для аналогичных типов упаковки. [3]
Некоторые распространенные типы корпусов интегральных схем обсуждаются в последующих разделах.
Несущий элемент для микросхем
Несущий элемент для микросхем — это тип SMT-упаковки для интегральных схем. Также известный как контейнер для микросхем или пакет микросхем, держатель микросхем позволяет вставлять полупроводниковые микросхемы или припаивать их к печатной плате (PCB), сохраняя при этом хрупкие компоненты защищенными. Носитель микросхемы может быть прикреплен к печатной плате путем вставки, пайки или удерживания пружинами, в зависимости от его конструкции.
Носители со штекерами, также известные как гнезда, имеют J-образные металлические штырьки или выводы, которые можно использовать для соединения на плате с помощью пайки или гнезда.
Когда носитель припаивается непосредственно к плате, это называется поверхностным монтажом.
Пружинный метод крепления используется в тех случаях, когда сила пайки или штифтов может повредить хрупкие компоненты. Обычно это делается путем установки пружинного механизма в области, где будет прикреплен компонент, затем пружины осторожно отодвигаются в сторону, чтобы зафиксировать деталь на месте. Чип-носители также могут быть бессвинцовыми с металлическими площадками для соединений. Когда выводы выходят за пределы упаковки, это называется плоской упаковкой.
Существует несколько различных типов держателей чипов, изготовленных из самых разных материалов, таких как керамика, силикон, металл и пластик. Держатели чипов обычно имеют квадратную или прямоугольную форму, а соединения выполнены на всех четырех сторонах корпуса. Они также бывают разных размеров и толщины. [4]
Типы корпусов держателей чипов обычно обозначаются аббревиатурами и включают в себя:
- BCC: Держатель чипов с выступами
- CLCC: Керамический держатель чипов без выводов
- LCC: держатель микросхем с выводами
- LCCC: держатель керамических микросхем с выводами
- DLCC: двойной держатель микросхем без выводов
- PLCC: держатель микросхем с пластиковыми выводами
- PoP: упаковка на упаковке.
Корпуса со сквозными отверстиями
Компоненты со сквозными отверстиями имеют выводы, которые втыкаются в одну сторону печатной платы и припаиваются к контактным площадкам на другой стороне платы для механического и электрического соединения их с печатной платой. Эти упаковки бывают керамическими и пластиковыми и подразделяются на следующие категории:
Пакет с одинарными линейными контактами (SIP или SIPP): Он имеет один ряд соединительных контактов, расположенных вертикально вдоль граничной линии пакета. Он не так широко используется, как DIP (Dual In-line Package), но пригождается для упаковки сетевых резисторов и чипов оперативной памяти. Обычные однорядные пакеты включают SIP (одиночный встроенный пакет), SSIP (термоусадочный одинарный встроенный пакет) и HSIP (одиночный встроенный пакет с радиатором).
Двойные линейные блоки (DIP): Двойной линейный корпус или двойной линейный корпус (DIPP) имеет два параллельных ряда электрических соединительных контактов в прямоугольном пластиковом корпусе.
Он может быть установлен в сквозное отверстие на печатной плате или вставлен в розетку. Также он различается по размеру из-за разницы в количестве пинов в разных упаковках, которое обычно колеблется от 4 до 64.
Общие двухрядные комплекты включают DIP (двойной рядный комплект), SDIP (термоусадочный двухрядный), CDIP (керамический двухрядный), CER-DIP (стеклянный керамический DIP), PDIP (пластиковый DIP). ), SKDIP (Skinny DIP), WDIP (Dual In-line with Window Package) и MDIP (Molded DIP).
Пакет DIP-чипов
Zig-Zag In-Line Packages (ZIP) — этот пакет PTH аналогичен SIP, в котором свинцовые штифты расположены на линии границы пакета, но он имеет зигзагообразную форму. Общие зигзагообразные встроенные пакеты включают ZIP (зигзагообразный встроенный пакет) и SZIP (усадочный зигзагообразный встроенный пакет). [5]
Поверхностный монтаж
Технология упаковки для поверхностного монтажа осуществляется путем монтажа или размещения электронных компонентов непосредственно на поверхности печатной платы.
Компоненты для поверхностного монтажа обычно меньше, чем их аналоги для сквозного монтажа, потому что они могут либо иметь меньшие выводы, либо вообще не иметь выводов. Он может иметь короткие штифты или выводы различных стилей, а также использовать керамическое или пластиковое литье.
Существует пять основных типов корпусов интегральных схем для поверхностного монтажа:
- Малая интегральная схема (SOIC)
- Малый корпус (SOP)
- Счетверенный плоский корпус (QFP)
- Пластмассовый носитель микросхемы (PLCC)
- Решетка с шариками (BGA). [6]
Массивы контактов
Массивы контактов (PGA) В корпусах ИС выводы располагаются в виде квадратной или прямоугольной сетки, состоящей из строк и столбцов, а выводы расположены в регулярном порядке на нижней стороне корпуса. Они используют крошечные штифты для создания соединений, которые расположены в виде регулярного массива на нижней стороне упаковки.
PGA имеет множество вариантов, определяемых расположением массива и количеством соединений. Они могут монтироваться на печатные платы методом сквозного отверстия или вставляться в сокет и в основном используются для изготовления процессоров. [7]
Варианты массива штифтов:
- Керамический массив штырей (CPGA)
- Пластиковый массив штырей (PPGA)
- Ступенчатый массив штырей (SPGA) Штыревая решетка
Плоские корпуса
Плоские корпуса ИС имеют два или четыре ряда клемм, расположенных по краям интегральной схемы. Тип монтажа, используемый для этих корпусов, обычно представляет собой поверхностный монтаж с выводами, имеющими L-образную, J-образную форму или полностью отсутствующими, и в этом случае они называются безвыводными клеммами. Общие плоские пакеты ИС включают: QFP (Quad Flat Package), TQFP (Thin Quad Flat Package), STQFP (Small Thin Quad Plastic Flat Package), FQFP (Quad Flat Package с мелким шагом), (Low profile Quad Flat Package), VQFP (очень маленький четырехъядерный плоский корпус), ETQFP (открытый тонкий четырехъядерный плоский корпус), PQFN (четырехъядерный плоский корпус Power), PQFP (плоский пластиковый четырехъядерный корпус), QFJ (четырехъярусный плоский J-выводной корпус), QFN ( Пакет Quad Flat без свинца) и т.
д. [8]
Микросхема TQFP
Малые контурные корпуса
Малый контурный корпус, называемый «Малогабаритная интегральная схема», или SOIC, представляет собой небольшой прямоугольный корпус для поверхностного монтажа с выводами типа «крыло чайки» и пластиковым или керамическим формованием. Штыри нарисованы в форме буквы L с обеих сторон корпуса, а выводы выходят из более длинного края корпуса. [9]
Небольшой контурный пакет имеет несколько вариантов упаковки ИС, в том числе:
- SOJ (небольшой контурный пакет с J-выводами)
- TSOP (тонкая малая контурная упаковка)
- SSOP (усадочная малая контурная упаковка)
- TSSOP (тонкая термоусадочная малая контурная упаковка)
- QSOP (четверть размера малая контурная упаковка) VSOP (очень маленькая контурная упаковка).
Пакеты в масштабе чипа
Пакет в масштабе чипа (CSP) представляет собой корпус интегральной схемы (ИС) для поверхностного монтажа, площадь которого не более чем в 1,2 раза превышает площадь исходного кристалла.
Первоначально CSP был аббревиатурой для упаковки размером с чип, но он был адаптирован для упаковки в масштабе чипа, поскольку не так много упаковок размером с чип.
В стандарте J-STD-012 IPC (Института соединения и упаковки электронных схем) для внедрения технологии Flip Chip and Chip Scale Technology говорится, что чип должен быть однокристальным и иметь шаг шарика не более 1 мм перед ним. может квалифицироваться как пакет в масштабе чипа. [10]
Корпуса в масштабе чипа классифицируются как:
- Индивидуальный CSP на основе выводной рамы (LFCSP)
- CSP на основе гибкой подложки
- CSP с перевернутым чипом (FCCSP)
- CSP на основе жесткой подложки
- CSP перераспределения на уровне пластины (WL-CSP).
Шариковая решетка
Шариковая решетка или корпус BGA — это тип корпуса для поверхностного монтажа, в котором для электрических соединений используется массив металлических сфер, называемых шариками припоя.
Нижняя сторона корпуса используется для соединений, где шарики припоя прикрепляются к ламинированной подложке в виде сетки. Эта подложка имеет внутри проводящие дорожки, которые соединяют соединения кристалла с подложкой с соединениями матрицы с подложкой и шариками с помощью проволочного соединения или технологии флип-чипа. [11]
Варианты решетки с шариками включают:
- MAPBGA — литая решетка с технологической решеткой с шариками
- PBGA — решетка с пластиковыми шариками на упаковке и
- MicroBGA.
Ключевые выводы
Упаковка интегральных схем является неотъемлемой частью производства полупроводников. Он стал незаменимым в современном производстве электроники благодаря своим защитным свойствам, терморегулированию и широкому применению, что важно как для проектирования интегральных схем, так и для проектирования печатных плат.
Каталожные номера
1.
Ebics. Что такое упакованная ИС и почему это важно? 2022. [Цитировано 20 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://ebics.net/packaged-ic/
2. Millennium Circuits Limited. Что такое упаковка IC и почему это важно? 2022. [Цитировано 20 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://www.mclpcb.com/blog/ic-packaging-information/#:~:text=their%20outer%20shell.-,Why%20Is%20IC%20Packaging %20Важно%3F,%20Коррозионные%20Эффекты%20%20Возраст
3. Гараж Инженеров. Каковы различные типы пакетов IC? 2022. [Цитировано 20 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://www.engineersgarage.com/ic-packages-types/ 9.0005
4. Любитель легких технологий. Что такое Чип-носитель? 2022. [Цитировано 20 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://www.easytechjunkie.com/what-is-a-chip-carrier.htm
5. Эмблема печатной платы. ИС Упаковка. 2021. [Цитировано 21 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://emblepcb.com/ic-packaging/
6.
Sierra Assembly. Типы корпусов устройств для поверхностного монтажа. 2021. [Цитировано 21 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://www.sierraassembly.com/blog/what-are-the-popular-types-of-surface-mount-device-packages/
СБОРКА. LGA, PGA, BGA: в чем разница между грид-массивами? 2021. [Цитировано 21 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://www.raypcb.com/lga-pga-bga/ 9.0005
8. Полупроводник для вас. Типы пакетов ИС. 2021. [Цитировано 21 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://www.google.com/amp/s/www.semiconductorforu.com/types-of-ic-packages/amp/
SOIC: Малая интегральная схема. 2021. [Цитировано 21 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://evergreensemiconductor.com/soic-small-outline-integrated-circuit/
10. Techopedia. Что такое Chip-Scale Package (CSP)? 2022. [Цитировано 21 сентября 2022 г.] Доступно по адресу: https://www.techopedia.com/definition/18622/chip-scale-package-csp 9.0005
11.
ПЛАТА RAYMING И СБОРКА. Различные типы BGA (пакеты с шариковой решеткой) 2021 г. [Цитировано 21 сентября 2022 г.] различные типы пакетов IC?
Интегральные схемы правят миром электроники. Электронные компоненты доступны либо в дискретной, либо в интегрированной форме. Дискретная форма предназначена только для отдельных компонентов, таких как транзистор, диод, резистор, конденсатор или катушка индуктивности. Именно ИС сделали электронику такой популярной и повсеместной, какой она является сегодня. В ИС могут быть интегрированы все виды схем — аналоговые, цифровые и смешанные сигналы, а также все типы компонентов — пассивные или активные. Вы можете найти очень мало коммерческих схем, которые могут не использовать ИС.
ИС вместе с другими дискретными компонентами собираются и соединяются на печатной плате или макетной плате для получения реально функционирующей электронной схемы. Электронные компоненты поставляются в различных упаковках. Упаковка решает многое. Первый — можно ли использовать компонент на макетной плате, печатной плате или на том и другом.
Обычно электронные компоненты доступны в нескольких корпусах ИС, чтобы соответствовать различным этапам разработки продукта (например, прототипированию и производству) и соответствовать различным соображениям проектирования схем. Упаковка микросхемы становится действительно важной, когда ее нужно использовать на печатной плате.
Существует множество различных типов корпусов ИС и различные способы классификации этих типов корпусов. В этой статье мы обсудим некоторые основы упаковки ИС и общие пакеты ИС.
Что такое упаковка ИС?
Упаковка интегральных схем относится к корпусу полупроводникового компонента. Сердцевиной любой ИС являются полупроводниковые пластины, наслоенные в комплексе с медью и другими материалами. Вырезанная и сформированная смесь этих полупроводниковых пластин называется кристаллом. В кристалле все компоненты и взаимосвязи изготовлены на микроскопическом уровне. На заключительном этапе производства ИС макроскопические электрические контакты извлекаются из кристалла, чтобы интегральная схема могла соединяться с другими компонентами на печатной плате.
Упаковка ИС заключается в заключении полупроводникового «кристалла» и удалении макроскопических электрических контактов для межсоединений на печатной плате.
Почему важна упаковка IC?
Упаковка интегральной схемы так же важна, как и сама интегральная схема, полупроводниковое устройство внутри. Упаковка в основном служит трем целям: во-первых, она защищает полупроводниковую схему от физических повреждений или повреждений. Во-вторых, защищает цепь от коррозии. И наконец, что наиболее важно, он определяет, как будут располагаться электрические контакты полупроводникового устройства на печатной плате. Это важное соображение как при проектировании микросхем, так и при проектировании печатных плат. Подобно тому, как соединения организованы в ИС, их расположение с использованием стандартного пакета ИС должно быть согласовано с приложением и различными вариантами использования соответствующей ИС.
Как классифицируются корпуса ИС?
Существует множество корпусов микросхем, и большинство микросхем поставляются в нескольких упаковках.
Достаточно, чтобы отпугнуть, все эти причудливые термины DIP, SIP, SOP, SSOP, TSOP, MSOP, QSOP, SOIC, QFP, TQFP, BGA и т. д. — это названия разных корпусов ИС. Чтобы лучше понять эти пакеты, полезно разобраться в их классификации.
Прежде всего, корпуса ИС можно классифицировать по способу монтажа. Способ монтажа является одним из очевидных отличительных факторов ИС. Все корпуса ИС делятся на две большие категории по способу монтажа — сквозное отверстие (PTH) и поверхностный монтаж (SMT). В корпусах со сквозными отверстиями выводы ИС предназначены для вставки в отверстия на печатной плате перед пайкой. PTH был введен для работы с печатными платами, имеющими дорожки с обеих сторон и внутренние слои. Пакеты со сквозными отверстиями больше по размеру и с ними легко работать. Их также можно использовать с макетными платами и макетными платами. Хотя технология поверхностного монтажа пришла на смену металлизированным сквозным отверстиям (PTH), сквозные отверстия по-прежнему используются в коммерческих схемах, где поверхностный монтаж не подходит.
Например, для полупроводниковых компонентов с радиаторами, катушек индуктивности и трансформаторов идеально подходит сквозной монтаж.
В корпусе для поверхностного монтажа компонент монтируется непосредственно на внешней стороне печатной платы. Компоненты и ИС, имеющие корпус для поверхностного монтажа, называются устройствами для поверхностного монтажа (SMD). Это другая технология, называемая технологией поверхностного монтажа (SMT). SMT позволяет автоматически размещать больше компонентов на меньшей площади. Сами компоненты SMD имеют меньший форм-фактор и либо имеют меньшие выводы, либо вообще не имеют их. SMT почти обогнала сквозную упаковку. В коммерческих цепях предпочтительным всегда является поверхностный монтаж, за исключением нескольких ситуаций, когда сквозное отверстие по-прежнему является идеальным выбором.
Второй способ дальнейшей классификации корпусов интегральных схем заключается в расположении выводов устройства. Все ИС имеют линейную, прямоугольную или квадратную форму.
Распиновка может быть линейной, в двух параллельных направлениях, со всех четырех сторон или матричной.
Третий способ дальнейшей классификации корпусов интегральных схем — форма их выводов (выводов). Выводы возможны в различных формах, таких как линейные, взаимно складывающиеся, L-образные, J-образные, электродные выступы, игольчатые, припойные, ленты/пленки.
Четвертый способ отличить пакеты ИС — по количеству терминалов. Существуют двухконтактные, трехконтактные, четырехконтактные, пятиконтактные, шестиконтактные и более шестиконтактные пакеты ИС. Размеры клемм также служат отличительным признаком в аналогичных типах упаковок.
В целом, по вышеуказанным критериям можно легко отличить все различные корпуса ИС. Большинство продавцов и поставщиков ИС предоставляют таблицу корпусов ИС, сначала классифицируя пакеты по количеству рядов клемм (однорядные, двухрядные, четырехрядные, матричные и бескорпусные), а затем разветвляя пакеты по стилю монтажа ( сквозное и поверхностное крепление), форма клеммы и размеры клеммы последовательно.
Например, ниже приведен скриншот таблицы пакетов ИС от онлайн-поставщика чипов.
Другой поставщик или производитель может использовать другую схему. Например, ниже приведен скриншот линейки пакетов от Fujitsu.
Классификация корпусов ИС разными производителями, поставщиками и производителями осуществляется по разным схемам. Однако отличительные факторы остаются теми же, что и упомянутые выше. Вместо древовидной классификации, обычно используемой поставщиками и производителями, мы перечисляем основные типы корпусов ИС. Это следующие –
- Однорядный
- Зигзаг в линию
- Двухрядный
- Четырёхрядный
- Керамическая плоская упаковка
- Малогабаритный для поверхностного монтажа
- Безвыводной для поверхностного монтажа
- Плоская упаковка
- Держатель стружки
- Весы для стружки
- Сетка Массив/матрица
Однорядные комплекты
Эти комплекты имеют один ряд штифтов и монтаж в сквозное отверстие.
Выводы расположены вертикально вдоль линии границы пакета. Сетевые резисторы также используют эти пакеты. Эти пакеты полезны для снижения стоимости печатной платы за счет устранения необходимости уменьшать шаг проводки. Обычные однорядные пакеты — SIP (одинарный встроенный пакет), SSIP (термоусадочный одинарный встроенный пакет), HSIP (одиночный встроенный пакет с радиатором) .
Зигзагообразные комплекты Inline
Эти комплекты имеют один ряд штифтов и монтаж в сквозное отверстие. Выводы располагаются вертикально вдоль линии границы пакета, как и СИП, но располагаются взаимным складыванием зигзагом. Этот тип упаковки был введен для увеличения плотности упаковки DRAM. В настоящее время он используется только некоторыми аналоговыми ИС. Общие зигзагообразные встроенные пакеты: ZIP (инлайн-упаковка зигзага) и SZIP (усадочная зигзагообразная инлайн-упаковка) .
Двухрядные комплекты
Эти комплекты имеют два ряда штифтов и монтаж через отверстия.
Выводы расположены в два параллельных ряда по длине пакета и свисают вертикально вниз. Это один из самых популярных стилей упаковки. Большинство микросхем с количеством контактов от 6 до 40 имеют как минимум DIP в качестве одного из типов корпуса. Хотя для коммерческого использования эти ИС могут быть доступны в корпусах для поверхностного монтажа. Двойные встроенные пакеты удобны для использования на макетных платах и макетных платах. Распространенными двухрядными комплектами являются DIP (двойной рядный комплект), SDIP (термоусадочный двухрядный), CDIP (керамический двухрядный), CER-DIP (стеклянный керамический DIP), PDIP (пластиковый DIP). , SKDIP (Skinny DIP), WDIP (Dual In-line with Window Package) и MDIP (Molded DIP).
Четырехместный встроенный пакет
Этот тип пакета похож на DIP, за исключением того, что выводы в двух рядах поочередно вертикальные и зигзагообразные. Распространенными четырехрядными рядными корпусами являются QIP/QIL (Quad Inline) и QUIP (керамический QIP без выводов) .
Керамическая плоская упаковка
Эти корпуса микросхем имеют меньший шаг (50 мил) и были разработаны для печатных плат, стандартных для военных США. Выводы расположены горизонтально в два или четыре ряда в стиле поверхностного монтажа. Из-за меньшего шага эти пакеты требуют дорогостоящей обработки платы и более тонкой обработки ИС. Эти пакеты редко используются в коммерческих приложениях из-за высокой стоимости печатных плат. Обычные плоские керамические упаковки — 9 штук.0211 CFP (плоская керамическая упаковка) и QCFP (четырехъярусная керамическая плоская упаковка) .
Небольшие корпуса для поверхностного монтажа
Эти типы корпусов имеют два ряда клемм и способ монтажа на поверхность. Клеммы могут быть L-образными, J-образными или безвыводными. Компоненты SMD широко используют эти пакеты. Корпуса с J-выводами были разработаны для уменьшения занимаемого места на подложке. Безвыводные типы имеют электродные площадки в качестве клемм для соединений.
Обычные малогабаритные пакеты для поверхностного монтажа: SOP (упаковка с малым контуром), CSOP (упаковка с малым контуром из керамики), DSOP (упаковка с двойным малым контуром), HSOP (упаковка с малым контуром с термическим усилением), SSOP (усадочная упаковка с малым контуром), TSOP (тонкая-малая Контурный пакет), TSSOP (тонкий термоусадочный малый контурный пакет), TVSOP (тонкий очень-маленький контурный пакет), MSOP (мини/микро малый контурный пакет), HSSOP (термоусадочный малый контурный пакет), HTSSOP (термически -улучшенная тонкая термоусадочная упаковка с малым контуром), QSOP (корпус с малым контуром), SOIC (интегральная схема с малым контуром), mini-SOIC (интегральная схема с малым контуром), SOICW (широкая интегральная схема с малым контуром), PSOP (пластиковый упаковка с малым контуром), PSON (пластиковая упаковка с малым контуром без выводов), VSOP (упаковка с очень маленьким контуром), VSSOP (усадочная упаковка с очень тонким контуром), SOJ (упаковка с малым контуром и J-выводом), SON (упаковка с малым контуром без свинца), VSON (упаковка с очень тонким контуром без свинца), WSON (упаковка с очень тонким контуром без свинца), a nd USON (Очень-очень тонкая упаковка без свинца).
Безвыводные корпуса для поверхностного монтажа
Эти корпуса ИС предназначены для поверхностного монтажа без выводов. Подушечки электродов вдоль всех четырех краев служат клеммами для подключения. Безвыводные комплекты для поверхностного монтажа также могут относиться к другим категориям. Распространенными безвыводными корпусами для поверхностного монтажа являются LCC (безвыводной чип-носитель), PLCC (пластиковый выводной чип-носитель) и PQFP (пластиковый четырехъядерный плоский пакет).
Flat Pack
Эти корпуса ИС имеют два или четыре ряда клемм по краям ИС. Способ монтажа — поверхностный с L-образными, J-образными или безвыводными клеммами. Обычные плоские пакеты IC составляют QFP (Quad Flat Package), TQFP (Thin Quad Flat Package), STQFP (Small Thin Quad Plastic Flat Package), FQFP (Quad Flat Package с малым шагом), HQFP (Quad Flat Package с радиатором), LQFP (LQFP (Low profile) Quad Flat Package), VQFP (Very-small Quad Flat Package), MQFP (Metric Quad Flat Package), BQFP (Bumper Quad Flat Flat Package), ETQFP (открытый тонкий четырехъядерный плоский корпус), PQFN (Power quad Flat Pack) , PQFP (пластиковый четырехъядерный плоский корпус), QFJ (четырехплоский корпус с J-выводами), QFN (четырехплоский плоский корпус без выводов), TQFN (тонкий четырехъядерный плоский пластиковый корпус без выводов), DFN (двойной плоский корпус), QFI (Квадратный плоский корпус с I-выводами), HVQFN (Очень тонкий четырехъядерный плоский корпус с радиатором, без выводов), VQFN (Очень тонкий четырехъядерный плоский корпус, без выводов), WQFN (Очень-очень тонкий четырехъядерный плоский , без выводов), UQFN (ультратонкий четырехъядерный плоский корпус, без выводов) и ODFN (оптический двойной плоский, без выводов).
Держатель микросхемы
Это прямоугольные корпуса ИС с выводами на всех четырех сторонах. Клеммы либо с J-выводами, либо без выводов. Распространенными корпусами держателей микросхем являются BCC (бамперный держатель микросхем), LCC (носитель микросхем с выводами), LCCC (носитель керамических микросхем с выводами), PLCC (пластиковый держатель микросхем с выводами), LCC (держатель микросхем без выводов), CLCC (керамический бессвинцовый носитель для чипов) и DLCC (двойной бессвинцовый керамический чип-носитель).
Масштаб микросхемы/без упаковки
Эти корпуса ИС отличаются тем, что имеют почти такой же размер, как и основная кремниевая пластина. Они также известны как некорпусные ИС. Распространенными пакетами в масштабе чипа являются CSP (пакет в масштабе чипа), TCSP (пакет истинного размера кристалла), TDSP (пакет истинного размера кристалла), WCSP/WL-CSP/WLCSP (пакет масштабирования чипа на уровне пластины) , PMCP (CSP с силовым креплением), Fan-out WLCSP (разветвление на уровне пластины), eWLB (встроенная шариковая решетка на уровне пластины), COB (чип на плате), COF (чип-на-гибке), COG ( Чип на стекле), COW (чип на проводе), TAB (автоматическое соединение лентой) и MICRO SMD .
