Articles

diferite tipuri de ambalaje IC, cum să alegi unul?(Tutorial în 2021)

aproape fiecare circuit electronic este compus din IC (circuit integrat), iar IC-urile au devenit un element esențial în electronica avansată.

proiectarea și dezvoltarea IC-urilor au evoluat riguros de-a lungul anilor; IC-urile au devenit compacte, consumă mai puțină energie și sunt mai funcționale.

dar această schimbare a venit odată cu evoluția ambalajului IC; ambalajul IC a evoluat cu timpul. Astăzi, designerii pot alege între tipurile de ambalaje conform fezabilității proiectului.

dar cum IC tipuri de ambalare impactul eficienței de circuite electronice?

răspunsul rămâne cu caracteristicile ambalajului IC.

fiecare pachet are caracteristici diferite care într-un fel sau altul fac circuitul mai eficient.

dar înainte de a trece la detaliile tehnice; cum diferă pachetele IC, să înțelegem mai întâi elementele de bază.

ce este ambalajul IC?

circuitele integrate sunt dezvoltate cu semiconductori care sunt mici și delicate.

având în vedere dimensiunea redusă a semiconductorilor, o conexiune fizică între cipurile semiconductoare și circuit este dificilă și impracticabilă.

mai mult decât atât, chips-uri trebuie să fie protejate împotriva coroziunii și orice contact electric nedorit.

pentru a proteja chips-uri și de a dezvolta ace IC, astfel încât semiconductorul poate fi conectat cu circuitul, acestea sunt adăpostite în interiorul unui pachet.

pachetul poate fi mai mic decât unghiile sau poate fi mai mare; în funcție de tipul pachetului.

evoluția ambalajelor IC a început în anii 1970 și de atunci, pachetele IC au evoluat într-o măsură în care astăzi, un card de memorie Micro SD deține mult mai multe date decât o unitate uriașă de hard disk în secolul 20.

IC ambalaje

IC Packaging

IC

tipuri de IC Packaging

în primul rând, există doar două tipuri de pachete IC: Through-hole și SMD (dispozitiv de montare pe suprafață), dar există mai multe subtipuri.

dispozitive prin orificiu

în mod tradițional, dispozitivele prin orificiu sunt utilizate în mod obișnuit. Au picioarele suficient de extinse pentru a trece prin găuri în PCB (placă de circuit imprimat). Dispozitivele sunt plasate pe o parte a PCB-ului și lipite pe cealaltă parte.

deoarece componentele prin găuri sunt simple, acestea sunt mai puțin costisitoare în comparație cu dispozitivele de montare pe suprafață.

acesta este motivul pentru care majoritatea electronicelor low-cost folosesc componente cu găuri.

cu toate acestea, componentele prin găuri sunt de câteva ori mai mari decât dispozitivele de montare pe suprafață, ceea ce înseamnă că necesită mai mult spațiu la bord.

unele dintre tipurile comune de pachete prin găuri sunt după cum urmează.

DIP (pachet Dual în linie)

numele DIP provine din arhitectura sa; pinii sunt aranjați într-o ordine duală/paralelă.

DIP este, de asemenea, cunoscut sub numele de DIL și DIPP.

numărul de pini este de obicei într-un multiplu de patru, carcasa este de obicei dreptunghiulară.

cu toate acestea, forma poate fi diferită pentru unele dispozitive; în funcție de arhitectura internă.

pinii s-au extins de la interior la un unghi drept spre partea inferioară.

distanța dintre toți pinii adiacenți este de 0,1″.

DIP are subtipuri suplimentare, dar cele mai frecvente tipuri sunt MDIP (pachet dual in-line turnat) și PDIP (pachet dual in-line din plastic).

standard Through-hole Package

standard Through-hole package este cel mai frecvent utilizat tip de pachet through-hole în producția industrială.

pachetul standard prin gaura menține un 0.1 ” distanța dintre pinii adiacenți, dar nu există o ordine specifică de pini ca în DIP.

pachet Shrink

componentele pachetului Shrink sunt, de asemenea, aceleași ca și componentele standard prin orificiu, cu excepția faptului că componentele shrink sunt mai mici și au o distanță de 0,07″ între pini. Ambalajul Shrink este de obicei utilizat pentru componente care au mai mulți pini și trebuie dezvoltate într-o dimensiune mai mică.

ZIP (pachet Zigzag in-line)

componentele ZIP au, de asemenea, pini extinși în exterior, spre partea de jos, dar sunt puțin întoarse în partea de sus. Componentele ZIP nu au câștigat popularitate datorită arhitecturii lor îndoite, care a provocat complicații în timpul procesului de asamblare.

cu toate acestea, în primii ani de dezvoltare, componentele ZIP au fost preferate în dezvoltarea DRAM (dynamic random access memory). Dar astăzi, componentele ZIP sunt rareori sau nu mai sunt dezvoltate din cauza lipsei de cerere.

IC ambalaje

IC Packaging

SMT (Surface Mount Technology)

Surface Mount Technology este a doua cea mai frecvent utilizată tehnologie de ambalare IC pentru fabricarea la scară comercială.

componentele dezvoltate cu SMT se numesc SMD (dispozitive de montare pe suprafață).

SMD-urile sunt compacte și scumpe în comparație cu ambalajele prin găuri. Dar dimensiunea lor compactă permite, de asemenea, dezvoltarea de circuite uriașe pe plăci de circuite imprimate mici.

mai mult, nu necesită găurire pentru lipirea știfturilor; toți știfturile și ambalajul se află pe aceeași parte a plăcii.

componentele sunt culese, plasate și asamblate pe PCB folosind echipamente speciale.

procesul de fabricație este mai puțin consumatoare de timp, dar având în vedere dimensiunea redusă A SMD-uri, fabricarea poate fi o provocare.

când mai multe SMD-uri sunt plasate mai aproape, pot apărea probleme și detectarea lor este, de asemenea, dificilă.

se utilizează două asamblări SMD ușoare și detectarea defecțiunilor, pachetul de plumb în formă de L și matricea de grilă cu bile. Ambele tipuri sunt utilizate în mod obișnuit la scară industrială.

pachet de plumb în formă de L

după cum sugerează și numele, cablurile/știfturile acestor SMD-uri sunt în formă de L. Ele se extind din carcasa componentelor, merg vertical în jos și apoi iau un unghi drept; paralel cu placa, ceea ce face o formă de L.

această formă de L menține cablurile în direcție orizontală către plăci, ceea ce ușurează procesul de asamblare.

pachetele de plumb în formă de L sunt utilizate în mod obișnuit în memoria cu acces aleatoriu și în dezvoltarea memoriei flash.

BGA (Ball Grid Array)

ambalajul BGA poartă un cip SMD, dar diferit; pinii nu sunt singura parte care vine în contact cu fundul, în schimb întregul fund al BGA stă pe tablă. Partea inferioară este compusă din cabluri mici care formează contactul cu circuitul.

ambalajul BGA este utilizat în mod obișnuit în aplicații de mare viteză, în special în computere. Ele pot fi văzute pe plăcile de bază din computere.

ca și în alte tipuri de pachete, carcasa BGA variază ușor de la IC la IC, dar de obicei carcasa din plastic este utilizată pentru închiderea cipului SMD.

Arduino Nano bord dezvoltat cu SMDs

placa Arduino Nano dezvoltată cu SMDs

placa Arduino Nano dezvoltată cu SMDs

material de ambalare IC

doar modul în care dezvoltarea IC este un proces tehnic, dezvoltarea pachetului IC este, de asemenea, un proces tehnic extensiv.

Materialul ambalajului IC determină caracteristicile sale care influențează eficiența circuitului.

unele dintre materialele de ambalare utilizate în mod obișnuit sunt următoarele.

materiale utilizate în ambalaje IC

de obicei, anumite tipuri de materiale sunt utilizate în ambalaje IC.

de exemplu, sticla și ceramica sunt utilizate ca izolatoare. În mod similar, metalele și polimerii sunt utilizați ca conductori.

în timp ce compozitele sunt utilizate pentru îmbunătățirea și conducerea termică.

material plasture

materialele plasture sunt țesături, utilizate pentru acoperirea unei deschideri nedorite în ambalajul IC.

de obicei, materialul piezoelectric este utilizat în ambalajul IC ca material de patch-uri. Cu toate acestea, există mai multe alte materiale de patch-uri utilizate în ambalajul IC.

IC Packaging Sealant

după cum sugerează și numele, materialul de etanșare este un adeziv/legătură care sigilează întregul ambalaj.

acesta funcționează la fel ca orice adeziv/bond sigilii tot ce vrei pentru a sigila și de a proteja împotriva apei sau a umezelii.

agenda utilizării unui material de etanșare în ambalajul IC nu este diferită; este de a proteja cipul semiconductor împotriva umezelii și a apei.

deoarece cipul semiconductor este delicat și poate rugini cu ușurință, etanșantul ajută la protejarea acestuia împotriva ruginii.

mai mult, materialul de etanșare menține ambalajul etanș la aer.

de obicei, etanșanții siliconici sunt utilizați în ambalajele IC, deoarece sunt foarte rezistenți și fiabili. Cu toate acestea, alte tipuri de etanșanți sunt de asemenea utilizate în ambalajele IC.

dispozitive prin orificiu VS dispozitive de montare pe suprafață, diferențe majore

după cum sa menționat mai sus, există o serie de diferențe în aspectul fizic și modul în care ambele pachete formează contactul cu circuitul.

dar, în afară de aceste diferențe, anumiți alți factori trebuie luați în considerare atunci când alegeți unul.

detaliile detaliate ale acestor factori sunt explicate după cum urmează.

Dimensiunea componentei

după cum sa explicat deja, SMD-urile sunt destul de mici în comparație cu componentele prin orificiu.

dimensiunea lor miniaturală reduce considerabil spațiul necesar pentru asamblare, ceea ce reduce dimensiunea totală a plăcii.

pentru proiectele care au limitări de dimensiune, ambalarea dispozitivului de montare pe suprafață este mai fezabilă.

densitatea componentelor

ambalajul de montare pe suprafață este mult mai mic decât ambalajul prin gaură, motiv pentru care ambalajul de montare pe suprafață îl poate încadra în mai multe componente și totuși rămâne mai mic decât pachetul prin gaură.

aparent, ambalajul cu montare pe suprafață permite realizarea funcționalității cu un consum mai mic de spațiu.

detectarea erorilor

în ciuda îngrijirii și măsurătorilor extinse, dezvoltarea circuitului electronic este predispusă la erori.

fie că este vorba de un circuit pe bază de ambalaj cu montare pe suprafață, fie de un circuit pe bază de ambalaj cu găuri, pot apărea defecțiuni în ambele. Dar diferența vine în detectarea și corectarea erorilor.

dimensiunea miniaturală a ambalajului montat pe suprafață cauzează dificultăți în detectarea erorilor, deoarece toate componentele sunt extrem de mici și pinii sunt prea apropiați.

întrucât în ambalaje prin gaura, dimensiunea totală a ambalajului este relativ mai mare și distanța dintre pini este mai mare.

această distanță mai mare între pini permite detectarea ușoară a erorilor, deoarece fiecare pin poate fi abordat cu ușurință.

capacitatea de a rezista semnalelor electromagnetice

semnalele electromagnetice pot intra în IC-uri și le pot afecta funcționarea. Este esențial să se ia în considerare compatibilitatea electromagnetică a unui ambalaj IC pentru a se asigura că este fezabil pentru circuitul dorit.

ambalajul cu montare pe suprafață are o compatibilitate electromagnetică mai bună în comparație cu ambalajul cu găuri.

înseamnă că componentele de montare pe suprafață sunt mai puțin predispuse la semnale electromagnetice, prin urmare sunt mai eficiente.

acest lucru se datorează faptului că dispozitivele de montare pe suprafață au o cale de întoarcere mai scurtă.

costul produsului

după cum s-a explicat deja, ambalajul prin găuri este relativ mai puțin costisitor, ceea ce ajută la reducerea costului total al produsului.

în afară de aceasta, există și alte economii de costuri asociate cu utilizarea ambalajelor prin găuri.

de exemplu, asamblarea componentelor prin găuri nu necesită echipamente scumpe, cum ar fi o mașină de preluare și plasare.

SMD și prin gaura pachete de NE555 Timer IC

SMD și prin gaura pachete de NE555 Timer IC

SMD și prin gaura pachete de NE555 Timer IC

Cum de a alege un tip adecvat de ambalaj IC?

după cum s-a explicat mai sus, există mai multe diferențe între ambalajul prin gaură și suportul de suprafață, iar proiectantul trebuie să ia în considerare mai mulți parametri.

aparent, alegerea tipului corect de ambalaj IC poate ajuta la economisirea costurilor, dar un tip ales greșit poate provoca anumite probleme de compatibilitate și poate ridica costul produsului.

rolul ambalajului IC nu poate fi neglijat atunci când vine vorba de eficacitatea IC.

ambalajul păstrează IC sigur și sigur, îl protejează împotriva stresului mecanic și a coroziunii. În total, acești factori susțin rolul ambalajelor IC în îmbunătățirea fiabilității circuitului.

acesta este motivul pentru care designerii trebuie să aleagă un tip adecvat de ambalaj IC înainte de a cumpăra componente.

următoarele sunt factori detaliate care designerii trebuie să ia în considerare în timp ce alegerea IC ambalaje.

  • trebuie luat în considerare numărul de pini(intrări și ieșiri). De obicei, BGA-urile au un număr mare de pini, în timp ce componentele de ambalare QFN (quad-flat no-leads) au un număr mai mic de pini. În caz de limitări, pachetul QFN este mai potrivit, dar dacă preferați un număr mare de pini, atunci pachetul BGA este mai fezabil.
  • specificațiile termice ale unui IC variază de la pachet la pachet. Nu este esențial dacă circuitul trebuie să funcționeze la o temperatură nominală și nu este predispus la încălzire sau răcire excesivă. Dar în cazul circuitelor care sunt predispuse la condiții atmosferice extreme, trebuie luată în considerare gestionarea căldurii ambalajului. Mai mult, Componentele mai mici sunt susceptibile de a deteriora în timpul lipirii, deoarece temperatura lor crește. Deci, ambalajul IC trebuie ales conform specificațiilor termice. Se recomandă utilizarea ambalajului BGA pentru disipare ridicată a căldurii.
  • un alt factor important este viteza operaționalăa circuitului. În timp ce alegeți un ambalaj IC adecvat, luați în considerare întotdeauna I/o de mare viteză. Din nou, pentru circuitele de mare viteză, se recomandă utilizarea ambalajului BGA.
  • în cele din urmă, luați în considerare timpul necesar pentru asamblarea circuitului. În unele proiecte, termenele sunt scurte sau mai multe circuite trebuie dezvoltate într-un timp scurt. Având în vedere timpul scurt de ambalare prin găuri pentru asamblare, componentele prin găuri sunt mai potrivite.

IC ambalare selecție; cheie ia-aways

rolul de ambalare IC în circuit de funcționare este mult mai mult decât doar IC locuințe; aceasta afectează eficiența întregului circuit.

Fără ambalaj adecvat IC, IC este predispus la efecte asupra mediului, semnale electromagnetice și stres mecanic.

mai mult, ambalajul IC are un rol important în procesul de asamblare.

unele ambalaje IC sunt mai convenabile de asamblat, în timp ce unele sunt relativ complicate.

dar toate tipurile de ambalaje au argumente pro și contra. Proiectantul trebuie să ia în considerare caracteristicile ambalajului IC și specificațiile circuitului înainte de a alege un ambalaj IC.

când vine vorba de compactitate și rezistență la semnal electromagnetic, SMD-urile sunt potrivite.

dar compoents prin gaura sunt mai potrivite în cazul în care costul total trebuie să fie păstrate minim și procesul de asamblare trebuie să fie simplu și mai puțin consumatoare de timp.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.