Упаковка ИС:как выбрать различные типы упаковки ИС?

ИС является одним из основных компонентов почти каждой технологии, поэтому они продолжают активно развиваться. Вы случайно не работаете в электронной промышленности? Если это так, то вы должны понимать важность упаковки ИС. Эффективная упаковка ИС позволяет добиться многого. Вы защищаете свои электронные продукты, такие как печатные платы, от коррозии или физических повреждений.

Прочитав эту статью, вы поймете больше о важности самостоятельного контакта с экспедитором. Однако большинство китайских поставщиков печатных плат предоставляют упаковку. Более того, вы узнаете о нескольких типах корпусов ИС и о том, какой из них подходит вам больше всего.

(ИС на изолированном белом фоне)

1. Что такое упаковка IC?

IC - это материал, содержащий полупроводниковое устройство. Если вы откроете печатную плату, вы их увидите. С другой стороны, упаковка представляет собой чехол, окружающий материал схемы для их защиты, особенно от коррозии. Это также дает место для простого монтажа электронных контактов на печатной плате.

При производстве интегральных схем упаковка имеет важное значение, хотя в процессе она занимает последнее место. Таким образом, упаковка ИС представляет собой корпус, целью которого является защита электрических компонентов от физических повреждений и коррозии. Он также помогает удерживать провода и контактные штырьки, соединяющие устройство с внешними цепями.

2. Какие существуют типы упаковки ИС?

Два типа упаковки ИС в основном являются стандартными. Они зависят от способа их монтажа на печатной плате. Это:

2.1 Комплект для монтажа в сквозное отверстие

Конструкция комплекта для сквозного монтажа проста. Здесь вы монтируете выводы через одну сторону платы и припаиваете к другой части. Они находят широкое применение в электронном оборудовании как средство компенсации ограниченной стоимости и занимаемого места на плате. При сквозном монтаже мы находим следующие типы упаковок:

Пакет DIP:

Это одни из наиболее часто используемых пакетов ИС. Если вы достаточно внимательны, вы заметите, что штифты параллельны друг другу. Они также вытянуты несколько перпендикулярно и выложены на каком-то черном пластиковом корпусе. Корпус в большинстве случаев прямоугольный. В зависимости от размера и разницы в PIN-коде размеры пакетов будут различаться. В основном это числа от 4 до 64. Существует несколько типов DIP-пакетов. Однако наиболее распространены литые двухрядные корпуса (MDIP) и пластиковые двухрядные корпуса (PDIP).

Стандарт:

Standard — это еще один тип комплекта для сквозного монтажа. Если вы не знали, Standard — самый распространенный и популярный тип упаковки ИС. Многие сборщики печатных плат и производители электроники полагаются на этот тип упаковки. Расстояние между контактами здесь составляет 0,1 дюйма. Расстояние между рядами клемм в этом типе упаковки составляет 7,62 мм.

Уменьшить:

Shrink также является еще одним популярным комплектом для монтажа интегральных схем в сквозное отверстие. Несмотря на то, что усадки очень похожи на стандартные, шаг шага составляет 1,778 мм. Они немного меньше и, как правило, используют упаковку с высокой плотностью контактов.

Зигзаг (ZIP) в линейном пакете:

Ввод контактов в этом типе упаковки осуществляется перпендикулярно печатной плате. Выравнивание штифтов в упаковке является вертикальным и имеет тенденцию располагаться близко друг к другу. Зигзагообразная линейная упаковка не была так популярна в электронной промышленности. Zigzag вошел в историю как недолговечная технология, которая в основном активно использовалась в микросхемах динамической оперативной памяти. Сегодня не так много производителей электроники даже думают об использовании его в качестве микросхем. Большинство из них полагаются на упаковку DIP, стандартную и термоусадочную упаковку.

2.1.1 Упаковка для поверхностного монтажа

Упаковка для поверхностного монтажа — это технология, которая включает сбор и размещение компонентов на голой печатной плате. Хотя этот процесс изготовления довольно быстрый, он может иметь свои недостатки с другой стороны. Дефекты могут возникать из-за миниатюризации компонентов, что характерно для такого типа техники.

Когда вы размещаете детали близко друг к другу, обнаружить дефекты становится невозможно. Тем не менее, это форма упаковки ИС. Производители могут добиться поверхностного монтажа корпуса ИС двумя способами, как описано ниже:

L-образная свинцовая упаковка небольшого размера. Этот тип упаковки состоит из свинцовых стержней типа «крыло чайки». Эти отведения имеют тенденцию правильно отходить в любом направлении в виде буквы L от тела. Производители могут легко монтировать их на плату благодаря их простой прямоугольной форме с горизонтальными краями. Эти типы корпусов широко распространены в интегральных схемах, используемых для питания флэш-памяти и ОЗУ.

Шариковая решетка (BGA). Массив шариковых решеток или BGA, короче говоря, представляет собой микросхему, которая содержит корпус для поверхностного монтажа, который в основном используется в компьютерах. Но в отличие от других корпусов ИС, где можно соединить периметр, вся нижняя поверхность легко монтируется на BGA. Основываясь на более коротких шаровых соединениях, вы заметите, что BGA предлагают ИС одни из самых высоких скоростей. Массивы с шариковой сеткой — это другие типы корпусов интегральных схем, в которых используются пластиковые формы.

2.2 Классификация пакетов ИС по структуре

В зависимости от формирования существует множество способов классификации пакетов ИС. Существует два распространенных типа корпусов ИС:тип выводной рамки и тип подложки. Упаковка со свинцовой рамкой находит широкое применение почти во всех упаковках ИС. В упаковке со свинцовой рамкой рамка состоит из тонкого медного слоя. Важно отметить, что в этом типе упаковки один размер не всегда подходит всем. Более чем часто клиенты просят индивидуальные рамки выводов. Все это зависит от размера микросхем на печатной плате.

Помимо выводной рамки, на печатной плате имеется упаковка микросхем в виде подложки. Здесь подложка корпуса находит применение при упаковке основных ИС. Корпус ИС с выводной рамкой обеспечивает передачу электрических сигналов между ИС и печатной платой. Этот тип упаковки идеален, так как защищает дорогие полупроводники от внешних воздействий.

Помимо основной упаковки ИС с выводной рамкой и подложкой, есть и другие, на которые стоит обратить внимание. Вот некоторые из них:

Массив булавочной сетки

Штыревая решетка — это стандарт упаковки интегральных схем, который находит широкое применение во многих процессорах второго — пятого поколения. Сокеты больше всего зависят от них, причем пакеты массивов бывают квадратными или прямоугольными. Штыревая сетка идеально подходит для процессоров, состоящих из шин данных большей ширины, поскольку они могут правильно обрабатывать необходимые соединения. Этот тип упаковки интегральной схемы имеет несколько преимуществ. Например, на интегральную схему приходится много выводов, и они дешевле, чем BGA.

Квадратная плоская упаковка (упаковка без свинцовой рамки)

Пока существовали интегральные схемы, существовала и свинцовая упаковка. Этот тип упаковки легко идентифицировать, поскольку они обнаруживают полупроводниковый кристалл с остальной пластиковой капсулой IC. Здесь металлические выводы окружают корпус по периметру. Кроме того, именная квадратная плоская упаковка является одним из наиболее часто используемых типов упаковки. Большинство производителей печатных плат используют этот тип корпуса ИС при производстве своих плат.

Quad Flat без отведения

И, наконец, что немаловажно, это корпус микросхемы Quad Flat без свинца. Это крошечная или, скорее, миниатюрная упаковка ИС. Этот тип упаковки обычно зависит от размера микросхемы и чаще всего используется при поверхностном монтаже. В основном, большие интегральные печатные платы полагаются на этот тип упаковки. Однако вам нужно знать, что здесь широко применяется технология устройств поверхностного монтажа (SMD). Набивка Quad Flat No-Lead недорога и идеальна для высокочастотного использования. Тем не менее, управлять ими относительно просто, а надежность очень высока.

(сквозная ИС)

3. Монтаж в сквозное отверстие VS Монтаж на поверхность

Как отмечалось ранее, распространены два типа корпусов ИС:монтаж в сквозное отверстие и монтаж на поверхности. Ниже приведены заметные области сравнения между ними.

Размер:

Установка корпуса в сквозное отверстие требует крупных компонентов. Если вы сравните размеры микросхем на печатных платах со сквозными металлизированными отверстиями и на SMT, вы заметите большую разницу. SMT позволяет использовать печатную плату меньшего размера, а это означает, что микросхемы здесь маленькие и компактные, в отличие от сквозных отверстий.

Если вас беспокоит размер при упаковке ваших микросхем, лучшим выбором будет поверхностный монтаж, а не сквозное отверстие. Поскольку поверхность для монтажа небольшая, это означает, что вы также можете сэкономить место.

Плотность компонентов:

Корпус ИС для поверхностного монтажа обеспечивает высокую плотность компонентов, в отличие от корпусов со сквозными отверстиями. Благодаря поверхностному монтажу все можно разместить на гораздо меньшем пространстве, сохраняя при этом функциональность. Это не тот случай, когда речь идет о сквозных отверстиях, где компоненты имеют тенденцию быть слишком большими.

Например, несколько 14- или 16-контактных двухрядных процессоров размером около 0,80 дюйма x 0,35 дюйма могут идеально разместиться на площади в один квадратный дюйм или меньше. Но с другой стороны, такое было бы невозможно, если бы это была сквозная металлизированная упаковка.

Исправление ошибок сборки:

В какой-то момент ошибки могут возникать независимо от типа используемой технологии. При возникновении ошибок может потребоваться исправление или ремонт. Что касается исправления ошибок, вы можете сделать это довольно быстро с помощью гальванических корпусов со сквозными отверстиями.

Компоненты достаточно велики для обеспечения видимости и простоты ремонта. Но это не всегда так с SMT. Поскольку детали, как правило, маленькие и располагаются близко друг к другу, исправление ошибок усложняется.

Электромагнитная совместимость:

Электромагнитная совместимость — это способность электронных компонентов работать так, как нужно. Они должны делать это в своей электромагнитной среде.

В SMT лучше электромагнитная совместимость по сравнению со сквозным. Причина этого в том, что SMT предлагает более короткий обратный путь. Возврат осуществляется быстрее, поскольку компоненты располагаются близко друг к другу, а не через отверстие.

Стоимость:

В отличие от поверхностного монтажа со сквозным отверстием достигается значительная экономия средств. Например, упаковка с использованием сквозных отверстий не требует использования сложного и дорогостоящего оборудования.

Этот тип монтажа может сэкономить производителям схем сотни тысяч долларов. Но когда дело доходит до поверхностного монтажа, производственные затраты, как правило, немного выше. Например, производителям приходится использовать самовывоз, что является одним из самых дорогих рынков.

(печатная плата для поверхностного монтажа)

4. Упаковочный материал интегральной схемы

Электронная упаковка в последнее время является одним из самых ресурсоемких приложений. Здесь производителям необходимо использовать несколько материалов.

Упаковка ИС – Типы материалов:

Типы материалов здесь включают полупроводники, стекла, керамику, композиты, металлы и полимеры. Стекла и керамика работают как изоляторы или диэлектрики, а полимеры работают как проводники.

Металлы, с другой стороны, работают как проводники в корпусе. Композиты содержат смесь материалов, которые могут работать как электрические проводники или улучшать тепло.

Упаковка ИС — материал заплаты:

Вам придется использовать для создания патчей, если вы окажетесь в такой ситуации. Пластырь — это кусок ткани, закрывающий нежелательное отверстие.

Существует множество материалов для патчей, которые вы можете использовать. При упаковке ИС можно использовать несколько из них. Однако одним из идеальных материалов является пьезоэлектрический материал.

Упаковка ИС – герметик：

Наконец, когда дело доходит до упаковки ИС, вы часто можете слышать об герметике. Но что такое облигации и некоторые из их применений? Как следует из названия, клей — это материал, который люди используют для герметизации всего, что они хотят закрыть. Основная функция герметиков — обеспечить водонепроницаемость или воздухонепроницаемость уплотнительных устройств.

Во время упаковки ИС необходимы герметики, поскольку они гарантируют, что вода или воздух не повредят остальную часть ИС. По этим причинам облигации являются обязательными. Силиконовый герметик считается одним из идеальных типов клеев для использования. Они долговечны и идеально защищают всю упаковку от коррозии.

(упаковочные материалы ИС)

5. Способ сборки корпуса ИС

Узел ИС электронным образом соединяет выходные и входные контактные площадки, находящиеся на ИС, с соответствующими контактными площадками на корпусе. В нашем случае коробка представляет собой печатную плату системного уровня. Производители используют несколько типов корпусов ИС. Вот некоторые из наиболее распространенных:

Упаковка IC — двухрядная упаковка:

Пакет Dual-in-line или просто DIP, короче говоря, является одним из наиболее распространенных методов сборки корпусов ИС. Двухрядный корпус представляет собой корпус электронного устройства, состоящий из прямоугольного корпуса. Он имеет два соседних параллельных ряда электрических соединительных контактов.

Обратите внимание, что коробка может быть установлена ​​либо через сквозное отверстие на печатной плате, либо просто вставлена ​​в гнездо. Если вы достаточно внимательны, то поймете, что большинство людей ссылаются на DIP на DIPn. . Вот, n относится к общему количеству контактов. Например, корпус микросхемы с двумя рядами, состоящими из восьми вертикальных выводов, будет DIP18.

Упаковка IC — небольшая упаковка:

Небольшая контурная упаковка - это еще один метод сборки упаковки ИС, который производители используют для создания упаковки ИС, особенно если она небольшая. Небольшой контурный пакет немного уже и короче, чем DIP. Расстояние между сторонами составляет 6 мм, а ширина корпуса — 3,9 мм. Однако вы должны знать, что размеры различаются в зависимости от рассматриваемого пакета.

Упаковка ИС – массив сеток с шариками :

Массивы сетки Ball используют различные сборки для обеспечения пакетов от 250 до 1089 входов и выходов. Это также один из наиболее распространенных методов сборки интегральных схем.

Упаковка IC – Quad Flat Package:

Quad Flat Package — это метод сборки ИС, который используют многие производители. Причина его интенсивного использования заключается в том, что он позволяет по одной большой причине.

Это позволяет SMD IC, состоящим из высоких межсоединений, найти простое применение в электронных схемах. Интегральные схемы Quad Flat Pack бывают нескольких форматов с разным количеством контактов.

(Двухрядная упаковка ИС)

6. Как выбрать тип упаковки ИС?

Прежде чем продолжить, мы должны подчеркнуть важность хорошей упаковки. Интегральные схемы должны оставаться в упаковке, чтобы обеспечить беспрепятственное обращение и сборку на печатных платах. Выбор правильной упаковки имеет важное значение, так как вы избежите случаев повреждения и коррозии. Итак, как же выбрать правильный тип упаковки ИС? Продолжайте читать, чтобы понять.

• Количество операций ввода-вывода. Во-первых, при выборе пакета важно количество операций ввода-вывода. Здесь лучше всего подходят BGA из-за большого количества выводов. Но если вы ищете на рынке меньшее количество выводов, то пакет QFN будет для вас идеальным.
• Управление теплом. Во-вторых, вам необходимо рассмотреть вопросы, связанные с управлением теплом. Сегодня размеры ИС, как правило, меньше, но с более широкими паяльными масками, чтобы предотвратить утечку электрических и тепловых компонентов. Обязательно обсудите с вашим поставщиком печатных плат возможности. Таким образом, они, скорее всего, будут производить слишком много тепла, и именно поэтому управление теплом имеет большое значение. С другой стороны, BGA, как правило, демонстрируют эффективное рассеивание тепла, поэтому вы можете выбрать их.
• Высокоскоростные вводы-выводы. В-третьих, при выборе корпуса ИС обратите внимание на такие аспекты, как высокоскоростные вводы-выводы. В любое время вы не хотите вмешиваться в качество пакета для соединения сигналов ввода-вывода IC. Для получения наилучших высокочастотных сигналов рассмотрите вариант Flip BGA.
• Сборка печатной платы. Наконец, важна сборка печатной платы. Можете ли вы собрать свой корпус ИС в кратчайшие сроки? Убедитесь, что вы учитываете этот фактор заранее, так как не каждый поставщик может предложить вам то, что вы хотите.

(Правильно собрать микросхему)

7. Использование и преимущества упаковки IC

ИС играет несколько важных ролей почти во всех электронных схемах. Они осуществляют всю обработку данных и расчеты. IC также является одним из наиболее важных элементов хранения данных. Без интегральных схем электронная схема (например, печатная плата) не будет работать должным образом.

Упаковка IC имеет несколько заметных достоинств. Например, упаковка ИС обеспечивает защиту компонента от повреждений и коррозии. Это также обеспечивает достаточный ток во всей системе.

Упаковка ИС также полезна, так как упаковка действует как механизм «растягивания» соединений от плотного шага на кристалле ИС. Коробка распределяет эти механизмы по широким областям, которые требуются большинству производителей печатных плат.

(Правильно упакованные микросхемы)

Обзор

Как вы уже видели, корпус микросхем для электронных систем включает в себя намного больше, чем вы думаете. Игроки, как старые, так и новые в мире электроники, должны получить четкое представление о них.

Таким образом, здесь можно быть в курсе последних событий.

У вас есть вопросы, касающиеся различных типов упаковки ИС или чего-либо, связанного с печатными платами? Не стесняйтесь покупать печатные платы, разные вещи могут вас запутать. Если вы собираетесь использовать одностороннюю печатную плату, двустороннюю печатную плату или любой другой тип печатной платы, вы можете связаться с нами. Мы гордимся тем, что предоставляем нашим клиентам информацию, необходимую им для принятия обоснованных решений в отношении электронных компонентов для их бизнеса.