03.11.2023

Typy balíkov mikroobvodov. Označenie SMD

V tomto článku sa pozrieme na najzákladnejšie čipové balíčky, ktoré sa veľmi často používajú v každodennej elektronike.

DIP(Angličtina) D ual ja n-Line P priznanie) – balenie s dvoma radmi kolíkov na dlhých stranách mikroobvodu. Predtým a pravdepodobne aj teraz bol balík DIP najobľúbenejším balíkom pre viackolíkové mikroobvody. Vyzerá to takto:

V závislosti od počtu kolíkov mikroobvodu sa za slovom „DIP“ umiestni počet jeho kolíkov. Napríklad mikroobvod alebo presnejšie mikrokontrolér atmega8 má 28 kolíkov:

Preto sa jeho puzdro bude nazývať DIP28.

Kryt tohto mikroobvodu sa však bude volať DIP16.

V zásade sa v DIP balíku v Sovietskom zväze vyrábali logické čipy, operačné zosilňovače atď. V súčasnosti balík DIP tiež nestráca svoj význam a stále sa v ňom vyrábajú rôzne mikroobvody, od jednoduchých analógových až po mikrokontroléry.

Kryt DIP môže byť vyrobený z plastu (čo je vo väčšine prípadov) a je tzv PDIP, ako aj z keramiky - CDIP. Pocit tela CDIP tvrdý ako kameň, čo nie je prekvapujúce, pretože je vyrobený z keramiky.

Príklad CDIP kryty.

Existujú tiež modifikáciíHDIP, SDIP.

HDIP (H jesť-rozptyľujúce DIP ) – DIP odvádzajúci teplo. Takéto mikroobvody prechádzajú cez seba veľkým prúdom, takže sú veľmi horúce. Na odstránenie prebytočného tepla musí mať takýto mikroobvod radiátor alebo niečo podobné, napríklad ako tu sú dve krídla chladiča v strede mikročipu:

SDIP (S nákupné centrum DIP ) – malý DIP. Mikroobvod je v balení DIP, ale s malou vzdialenosťou medzi nohami mikroobvodu:

Prípad SIP

SIP rám ( S jeden ja n riadok P priznanie) – ploché puzdro s vývodmi na jednej strane. Veľmi jednoduchá inštalácia a zaberá málo miesta. Za názvom puzdra sa píše aj počet pinov. Napríklad mikruha zospodu v kryte SIP8.

U SIP Existujú aj úpravy - to sú HSIP(H jesť-rozptyľujúce SIP). Teda ten istý prípad, ale s radiátorom

Puzdro na zips

PSČ ( Z igcak ja n riadok P priznanie) – ploché puzdro s vývodmi usporiadanými do cikcaku. Nižšie uvedená fotografia zobrazuje kryt ZIP6. Číslo je počet kolíkov:

No, puzdro s radiátorom HZIP:

Práve sme sa pozreli na hlavnú triedu Balík v rade mikroobvody Tieto čipy sú určené na montáž cez otvory na doske plošných spojov.

Napríklad čip DIP14 nainštalovaný na doske s plošnými spojmi

a jeho závery na zadnej strane dosky, už bez spájky.

Niekomu sa stále darí spájkovať DIP čipy ako povrchové čipy (viac o nich nižšie), ohýbať kolíky pod uhlom 90 stupňov alebo ich úplne narovnať. Toto je zvrátenosť), ale funguje to).

Prejdime k inej triede mikroobvodov - čipy na povrchovú montáž alebo tzv SMD súčiastky. Sú tiež tzv rovinný rádiové komponenty.

Takéto mikroobvody sú prispájkované na povrch dosky s plošnými spojmi pod tlačené vodiče, ktoré sú im pridelené. Vidíte obdĺžnikové cesty v rade? Ide o tlačené vodiče alebo ľudovo ňufáky. To je presne to, na čo sú spájkované planárne mikroobvody.

SOIC balík

Najväčším predstaviteľom tejto triedy mikroobvodov sú balené mikroobvody SOIC (S nákupné centrum- O obrysová čiara ja integrovaný C obvod) je malý mikroobvod s kolíkmi na dlhých stranách. Je veľmi podobný DIP, ale venujte pozornosť jeho záverom. Sú rovnobežné s povrchom samotného tela:

Takto sú spájkované na doske:

Ako obvykle, číslo za „SOIC“ označuje počet kolíkov tohto mikroobvodu. Vyššie uvedená fotografia zobrazuje mikroobvody v balení SOIC16.

SOP (S nákupné centrum O obrysová čiara P priznanie) – rovnako ako SOIC.

SOP úpravy bývania:

PSOP– plastové puzdro SOP. Najčastejšie sa to používa.

HSOP– SOP odvádzajúce teplo. Na odvod tepla slúžia malé radiátory v strede.

SSOP(S krčiť S nákupné centrum O obrysová čiara P priznanie)– „pokrčený“ SOP. Teda ešte menšie ako v prípade SOP

TSSOP(T hin S krčiť S nákupné centrum O obrysová čiara P priznanie)– tenký SSOP. Rovnaký SSOP, ale „rozmazaný“ valčekom. Jeho hrúbka je menšia ako hrúbka SSOP. Mikroobvody sa v podstate vyrábajú v balíkoch TSSOP, ktoré sa dosť zahrievajú. Preto je plocha takýchto mikroobvodov väčšia ako plocha bežných. Stručne povedané, kryt radiátora).

SOJ– rovnaký SOP, ale nohy sú ohnuté v tvare písmena "J" pod samotným mikroobvodom. Telo SO bolo pomenované po týchto nohách J:

Ako obvykle, počet pinov je uvedený za typom obalu, napríklad SOIC16, SSOP28, TSSOP48 atď.

balík QFP

QFP (Q uad F lat P priznanie)– štvoruholníkové ploché telo. Hlavným rozdielom od jeho kolegu SOIC je, že kolíky sú umiestnené na všetkých stranách takéhoto čipu

Úpravy:

PQFP– Plastové puzdro QFP. CQFP– keramické puzdro QFP. HQFP– Kryt odvádzajúci teplo QFP.

TQFP (T hin Q uad F lat P potvrdiť)– tenké balenie QFP. Jeho hrúbka je oveľa tenšia ako jeho bratranec QFP

PLCC (P lastický L eaded C bedro C dopravca) A CLCC (C eramický L eaded C bedro C dopravca)– plastové, respektíve keramické puzdro s kontaktmi umiestnenými po okrajoch, určené na inštaláciu do špeciálnej zásuvky, ľudovo nazývanej „postieľka“. Typickým príkladom je čip BIOS vo vašich počítačoch.

Takto vyzerá „posteľ“ pre takéto mikroobvody:

A takto „leží“ mikroobvod v postieľke.

Niekedy sa takéto mikroobvody nazývajú QFJ, ako ste možno uhádli, kvôli špendlíkom v tvare písmen "J"

No a počet pinov je umiestnený za názvom puzdra, napríklad PLCC32.

balík PGA

P.G.A. (P v G zbaviť A ray)– matrica kolíkov. Ide o obdĺžnikové alebo štvorcové puzdro, v spodnej časti ktorého sú kolíky.

Takéto mikroobvody sú tiež inštalované v špeciálnych postieľkach, ktoré upínajú svorky mikroobvodu pomocou špeciálnej páky.

Balíky PGA sa používajú hlavne na výrobu procesorov pre vaše osobné počítače.

LGA puzdro

LGA (L a G zbaviť A rray) - typ mikroobvodového balíka s matricou kontaktných podložiek. Najčastejšie sa používa vo výpočtovej technike pre procesory.

Postieľka pre čipy LGA vyzerá asi takto:

Ak sa pozriete pozorne, môžete vidieť pružinové kontakty.

Samotný čip, v tomto prípade PC procesor, má jednoducho metalizované podložky:

Aby všetko fungovalo, musí byť splnená podmienka: mikroprocesor musí byť pevne pritlačený k postieľke. Na to slúžia rôzne typy západiek.

Balík BGA

BGA (B všetky G zbaviť A ray) – matica guľôčok.

Ako vidíme, tu sú kolíky nahradené guľôčkami spájky. Jeden takýto čip pojme stovky olovených guličiek. Úspora miesta na doske je fantastická. Preto sa mikroobvody v kryte BGA používajú pri výrobe mobilných telefónov, tabletov, notebookov a iných mikroelektronických zariadení. O tom, ako prespájkovať BGA, som písal aj v článku Spájkovanie BGA čipov.

V červených štvorčekoch som označil mikroobvody v balení BGA na doske mobilného telefónu. Ako vidíte, teraz je všetka mikroelektronika postavená na čipoch BGA.

Technológia BGA je vrcholom mikroelektroniky. V súčasnosti svet prešiel na technológiu obalu microBGA, kde je vzdialenosť medzi guľôčkami ešte menšia a pod jeden čip zmestíte aj tisíce (!) pinov!

Takže sme demontovali hlavné kryty mikroobvodov.

Nie je nič zlé na volaní čipu v balíku SOIC SOP alebo volaní SOP SSOP. Tiež nie je nič zlé na tom, keď sa prípad QFP nazýva TQFP. Hranice medzi nimi sa stierajú a sú to len konvencie. Ale ak zavoláte mikroobvod v balíku BGA DIP, bude to úplné fiasko.

Začiatočníci rádioamatéri by si mali jednoducho zapamätať tri najdôležitejšie balíčky pre mikroobvody - to sú DIP, SOIC (SOP) a QFP bez akýchkoľvek úprav a tiež stojí za to poznať ich rozdiely. V podstate ide o tieto typy krytov mikroobvodov, ktoré rádioamatéri najčastejšie používajú vo svojej praxi.

V tom čase už boli vyvinuté a zvládnuté niektoré komponenty (rezistory, kondenzátory), ktoré sa používali pri výrobe GIS a malých a stredných podnikov. TMP však sprísnil požiadavky na odolnosť voči klimatickým faktorom, keďže čipové rezistory a kondenzátory pre GIS a malé a stredné podniky sa vyrábali v nechránenom prevedení na použitie vo vnútri GIS puzdier.

V súčasnosti bola vyvinutá široká škála komponentov pre TMP, vrátane rezistorov, kondenzátorov (vrátane variabilných), induktorov, mikrotransformátorov, relé, kremenných rezonátorov, diód, tranzistorov, mikroobvodov, mikrospínačov atď. Tieto komponenty majú niekoľko typov krytov: bezolovnaté s pocínovanými koncami, so skráteným čajkovým krídlom alebo vývodmi v tvare J, valcové puzdrá s pokovenými koncami. Pozrime sa na tieto prípady bližšie.

Telo čipu - bezolovnatý obdĺžnikový balík pre jednoduché pasívne súčiastky, ako sú odpory, prepojky a kondenzátory (obrázok 2.1).

Obrázok 2.1 - Puzdrá jednoduchých komponentov čipu

Čipové rezistory a čipové kondenzátory sa vyrábajú skupinovou technológiou na veľkorozmerných substrátoch (zvyčajne 60x48 mm), následne sa po opísaní substrát rozbije na samostatné časti (anglické slovo chip znamená fragment). Po rozbití sa na konce súčiastky čipu na troch alebo piatich stranách pre každý koniec nanesie viacvrstvová metalizácia (hrubý filmový vodič - niklová bariérová vrstva - vrstva spájky) (druhá možnosť sa používa pre vysoko spoľahlivé súčiastky). Pri výrobe čipových rezistorov sa zvyčajne používa technológia hrubého filmu. Typická konštrukcia rezistora s hrubovrstvovým čipom je znázornená na obrázku 2.2. Rezistor pozostáva z keramickej základne (substrát A1 2 O 3), odporovej vrstvy (oxid ruténia), vnútornej kontaktnej vrstvy (paládium-striebro), medzivrstvy niklovej bariéry a vonkajšej kontaktnej vrstvy (zliatina cínu a olova) . Telo odporu je chránené povlakom z borosilikátového skla s nezmazateľným kódovým označením hodnoty.

Obrázok 2.2 - Návrh hrubovrstvového čipového rezistora

Označenie rezistorov pozostáva z troch číslic pre jednoduché a štyroch číslic pre vysoko presné rezistory, pričom posledná číslica udáva počet núl, ktoré treba pripočítať napravo od hodnoty Ohm. Napríklad: 160-16 Ohm, 472-4,7 kOhm, 112-1,1 kOhm, 106 - 10 MOhm, 2741 - 2,74 kOhm. Označenie rezistorov s nízkym odporom obsahuje písmeno „R“, napríklad 4R7 - 4,7 Ohmov, 54R9 - 54,9 Ohmov.

Čipové prepojky, ktorých odpor by nemal presiahnuť 0,05 Ohm, sú označené 000.

Kondenzátory sú zvyčajne označené na obale. Symbol pre kapacitu: prvé dve číslice označujú nominálnu hodnotu v pikofaradoch, tretia číslica označuje počet núl pridaných vpravo. Napríklad: 105 - 1 µF, 153 - 0,015 µF.

Elektrolytické kondenzátory, ktoré majú dostatočne veľkú plochu, môžu obsahovať kódové označenie hodnoty prevádzkového napätia a kapacity. Existuje niekoľko možností kódovania:

a) kód obsahuje dva alebo tri znaky (písmená alebo čísla). Písmená označujú napätie a kapacitu a číslo označuje multiplikátor

Pred písmenami môže byť číslo označujúce rozsah prevádzkového napätia:

b) kód obsahuje štyri znaky (písmená a čísla) označujúce menovitý výkon a prevádzkové napätie. Prvé písmeno označuje napätie, ďalšie dve číslice označujú kapacitu v pF a posledná číslica predstavuje počet núl. Napríklad: E475 je kondenzátor s kapacitou 4,7 μF s prevádzkovým napätím do 25 V. Niekedy môže byť kapacita označená písmenom c: E4ts7 je označenie kondenzátora zodpovedajúce vyššie uvedenému príkladu.

Vo všeobecnosti možno komponent čipu charakterizovať rozmermi L (dĺžka), B (šírka), H (výška), D alebo / (šírka podložky), ako je znázornené na obrázku 2.3. Veľkosti čipových rezistorov závisia od straty výkonu a veľkosti čipových kondenzátorov závisia od nominálnej kapacity a prevádzkového napätia.

Tvar a rozmery krytov sú štandardizované medzinárodnými a národnými normami (IEC115, IEC384). Tieto normy používajú systém označovania pre návrh KMP vo forme dvoch párov čísel, ktoré charakterizujú dĺžku a šírku krytu v stotinách palca (veľkosti od 0101 (0,25 x 0,25 mm) do 2225 (5,7 x 6 0,3 mm).

Niektoré firmy uvádzajú označenie štandardnej veľkosti puzdra v mm: 1005 - (1,0x0,5) mm, čo zodpovedá vyššie uvedenému označeniu puzdra 0402; 3216 - (3,2x1,6) mm - zodpovedá označeniu 1206.

Domáci priemysel vyrába čipové rezistory na všeobecné použitie R1-12, presné rezistory R1-16, sady rezistorov HP1-29, čipové prepojky P1-23. Prepojovacie čipy sa používajú na zabezpečenie prechodov medzi vodičmi počas návrhu topológie. Vyrábajú sa s celkovými rozmermi 3,2 x 1,6 x 0,6 mm (1206) a majú odpor maximálne 0,05 Ohm.

Čipové kondenzátory pre povrchovú montáž predstavujú viacvrstvové keramické (K10-9M, K10-17-4v, K10-42, K10-43, K10-47, K10-50v, K10-56, K10-57, K10-60v, K10 -69, K10-73-6v), polovodič oxidu tantalu (K53-25, K53-36, K53-37) a polovodič oxidu hlinitého K53-40.

bývanie MELF(Metal Electrode Face Bonded) - valcové telo so zabudovanými elektródami vo forme metalizovaných koncov (obrázok 2.5). Určené pre diódy, rezistory, kondenzátory, tlmivky. Priemer puzdra sa pohybuje od 1,25 mm do 2,2 mm, dĺžka - od 2 do 5,9 mm.

Kryt MELF má nízke náklady, ale jeho inštalácia je náročná. V Japonsku sa rozšíril na začiatku vývoja TMP. Príkladmi domácich komponentov v takýchto obaloch sú odpory Pl-11, P1-30.

Balenie malých diód SOD(Small Outline Diode) - plastové puzdro s dvoma koncovkami typu čajka (obrázok 2.6). Určené pre diódy, LED diódy, varikapy. Najbežnejšie je puzdro SOD-80, ktorého domácim analógom je puzdro KD-34 v súlade s GOST 18472-88.

Obrázok 2.5 - Kryt typu MELF Obrázok 2.6 - Kryt typu SOD

Malý balík tranzistorov SOT(Small Outline Transistor) má 3 až 6 výstupov (obrázok 2.7).

Obrázok 2.7 - Kryty typu SOT

Puzdro má plastovú škrupinu a skrátené vývody typu čajka. Okrem tranzistorov je možné do nej namontovať diódy, varikapy a zosilňovače. Ide o prvý balík pre povrchovú montáž, ktorého vývojový program realizovala spoločnosť Siemens pred viac ako 25 rokmi. Najbežnejšie balenie SOT-23 má rozmery 2,9x1,3x1,1 mm.

Ďalší vývoj tohto typu bývania je SOT-89, SOT-143, S-mini, SS-mini. Následný vývoj sa vyznačuje zmenšením vzdialenosti medzi čapmi na 0,65 -0,5 mm, čo umožnilo zmenšiť rozmery puzdra na 1,6x1,6x0,75 mm. Domáce prípady tohto typu predstavujú prípady KT-46 (SOT-23), KT-47 (SOT-89), KT-48 (SOT-143). Hlavné geometrické rozmery krytov sú znázornené na obrázku 2.8.

SOT-23 (KT-46)

SOT-89 (KT-47)

Obrázok 2.8 - Celkové rozmery krytov typu SOT

Malé balenia pre mikroobvody možno kombinovať do niekoľkých skupín v závislosti od tvaru zvodov (čajka, olovnica v tvare J), ich umiestnenia na dvoch alebo štyroch stranách puzdra a materiálu puzdra (plast alebo keramika):

- typ bývaniaSOIC (Integrovaný obvod malého obrysu) u SOP (Small Outline Packages) s obojstrannými kolíkmi v tvare krídla čajky (obrázok 2.9a, 2.9.6). Rozteč kolíkov pre tento typ puzdra je 1,27 mm, počet kolíkov je od 6 do 42. Ďalším vývojom puzdier tohto typu bolo vytvorenie puzdra SSOIC (Integrovaný obvod Shrink Small Outline Circuit) so vzdialenosťou medzi kolíkmi zníženou na 0,635 mm s maximálnym počtom 64 (obrázok 2.9c) a krytom TSOP (Tenké balíky s malým obrysom) s výškou tela zníženou na 1,27 mm (obrázok 2.8d) a vzdialenosťou medzi kolíkmi zníženou na 0,3 – 0,4 mm;

- typ bývaniaSOJ (Small Outline s „J“ zvodmi) s obojstranným usporiadaním zvodov v tvare J, zahnutých pod puzdrom (obrázok 2.10). Rozteč kolíkov je 1,27 mm, ich celkový počet je od 14 do 28.

Obrázok 2.9 - Varianty puzdier mikroobvodov s obojstrannými vývodmi v tvare čajkového krídla: puzdro typu a-SOIC; b-telo typu SOP; c - puzdro typu SSOIC; g - puzdro typu TSOP

Obrázok 2.10 - Puzdro mikroobvodu s vodičmi v tvare J: a - celkový pohľad na puzdro; b - dizajn terminálu

- typ bývaniaQFP (Quad Flat Pack) a SQFP (Shrink Quad Flat Pack), ktorý má vývody v tvare „čajieho krídla“, rovnomerne rozmiestnené na štyroch stranách (obrázok 2.11 a). Existuje aj typ puzdra obdĺžnikového tvaru - SQFP-R (obrázok 2.11 b). Rozstup kolíkov je pomerne malý - iba 0,3 - 0,5 mm, čo umožňuje vytvárať puzdrá s celkovým počtom kolíkov až 440;

Obrázok 2.11 - Varianty balíkov mikroobvodov so štvorstrannými vývodmi v tvare krídla čajky: a - balík QFP a SQFP; b-prípad typu SQFP-R

- typ bývaniaPLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) - štvorcový plastový kryštálový nosič s J-vývodmi (obrázok 2.12a) a typuPLCC- R (Plastic Leaded Chip Carrier Rectangular) - obdĺžnikový plastový kryštálový nosič s J-vývodmi (obrázok 2.126). Puzdrá tohto typu majú podľa moderných štandardov značnú rozteč kolíkov - 1,27 mm, a teda veľké geometrické rozmery. Počet kolíkov pre štvorcové puzdro je od 20 do 124, pre obdĺžnikové puzdro - od 18 do 32;

Obrázok 2.12 - Puzdro integrovaného obvodu s vývodmi v tvare písmena J

a štvorstranné usporiadanie kolíkov:

a-štvorcový PLCC; b-obdĺžnikové PLCC-R

- LCCC kryty(Leadless Ceramic Chip Carrier) - bezolovnatý keramický kryštálový nosič (obrázok 2.13). Na bočných plochách takéhoto puzdra sú špeciálne pokovené vybrania umiestnené v krokoch po 1,27 mm, ktoré slúžia na vytvorenie elektrického spojenia s kontaktnými plôškami dosky pri spájkovaní zostavy dávkovanou spájkou.

Obrázok 2.13- Kryt LCCC

Domácim analógom krytov typu SOIC sú kryty podtypu 43 v súlade s GOST 17467-88. Rozmerové výkresy a rozmery týchto krytov sú uvedené na obrázku 2.14 av tabuľke 2.1.

Obrázok 2.14 - Celkové rozmery krytov podtypu 43

Tabuľka 2.1 - Celkové rozmery krytov podtypu 43 V milimetrov

Kód veľkosti	Počet kolíkov

Domácim analógom krytov typu QFP sú kryty podtypu 44 v súlade s GOST 17467-88. Rozmerové výkresy a rozmery týchto krytov sú uvedené na obrázku 2.15 av tabuľke 2.2.

Globálny elektronický priemysel vyrába asi 90 % všetkých integrovaných obvodov TMP v plastových obaloch a iba 10 % v keramických. Keramické puzdrá majú výrazne vyššie ukazovatele výkonu. Rozsah prevádzkových teplôt mikroobvodov v keramických puzdrách je teda od -55 do +125 ° C a v plastových puzdrách - od -10 do +85 ° C. Keramické puzdrá však majú veľkú hmotnosť a náklady, takže sa spravidla používajú v najkritickejších prípadoch.

Obrázok 2.15 - Celkové rozmery krytov podtypu 44

Tabuľka 2.2 - Celkové rozmery krytov podtypu 44

Kód veľkosti	Počet kolíkov

Neštandardné kryty pre komponenty nepravidelného tvaru, ako sú spínače, poistky, tlmivky, elektrolytické kondenzátory a premenné odpory, sú znázornené na obrázku 2.16.

Obrázok 2.16 - Neštandardné kryty pre ILC

Domáci priemysel vyrába ladiace odpory vo verzii TMP nasledujúcich typov: RP1-75, RP1-82, RP1-83, RP1-98. Rezistory majú rozsah odporu od 10 Ohmov do 3,3 MOhm, čo umožňuje stratu energie 0,25 W. Celkové rozmery nepresahujú 4,5x4,5x3,5 mm.