IC-verpakking:hoe moeten we verschillende soorten IC-verpakkingen kiezen?

IC is een van de essentiële componenten van bijna elke technologie, dus ze blijven een enorme groei doormaken. Werk je toevallig in de elektronica-industrie? Zo ja, dan moet u het belang van IC-verpakkingen begrijpen. Met efficiënte IC-verpakkingen kunt u veel bereiken. U beschermt uw elektronische producten, zoals PCB's, tegen corrosie of fysieke schade.

Door dit artikel door te nemen, begrijpt u meer over het belang van IC-contact met de expediteur zelf. De meeste Chinese PCB-leveranciers zullen echter verpakkingen leveren. Beter nog, je leert verschillende soorten IC-verpakkingen te begrijpen en welke het meest bij je past.

(Een IC op een afgelegen witte achtergrond)

1. Wat is IC-verpakking?

IC is het materiaal dat een halfgeleiderapparaat bevat. Als je je printplaat opent, zie je ze. Aan de andere kant is de verpakking een behuizing die het circuitmateriaal omgeeft om ze te beschermen, vooral tegen corrosie. Het biedt ook ruimte voor eenvoudige montage van elektronische contacten op een PCB.

Bij de vervaardiging van IC's is de verpakking essentieel, hoewel deze als laatste in het proces komt. Daarom is IC-verpakking de omhulling die tot doel heeft elektrische componenten te beschermen tegen fysieke schade en corrosie. Het helpt ook bij het vasthouden van leads en contactpinnen die een apparaat verbinden met externe circuits.

2. Wat zijn de soorten IC-verpakkingen?

Twee soorten IC-verpakkingen zijn meestal standaard. Ze zijn afhankelijk van hun manier van monteren op een printplaat. Dit zijn:

2.1 Doorlopend montagepakket

Het ontwerp van het doorlopende montagepakket is eenvoudig. Hier monteer je de leadpinnen door een enkele kant van het bord en soldeer je aan het andere deel. Ze worden veel gebruikt in elektronische apparatuur als een middel om de kostenbeperkingen en ruimte van een bord te compenseren. Onder doorlopende montage vindt u de volgende soorten pakketten:

DIP-pakket ：

Dit zijn enkele van de meest vertrouwde IC-pakketten. Als je scherp genoeg bent, zul je merken dat de pinnen evenwijdig aan elkaar zijn. Ze strekten zich ook enigszins loodrecht uit en lagen op een zwarte plastic behuizing. De behuizing is in de meeste gevallen rechthoekig. Op basis van de grootte en het verschil in de pincode zullen de pakketgroottes variëren. Meestal variëren de nummers van 4 tot 64. Er zijn verschillende soorten DIP-pakketten. Gegoten Dual In-Line Package (MDIP) en Plastic Dual In-Line Package (PDIP) komen echter het meest voor.

Standaard ：

Standaard is een ander type montagepakket met doorlopende gaten. Als je het nog niet wist, is Standard het meest voorkomende en populaire type IC-verpakking. Veel PCB-monteurs en die in de elektronica-industrie vertrouwen op dit type verpakking. De afstand tussen de pinnen is hier 0,1 inch uit elkaar. De ruimte tussen de terminalrijen in dit type verpakking is 7,62 mm.

Krimpen ：

Shrink is ook een ander populair montagepakket voor geïntegreerde schakelingen. Hoewel krimpen vrij gelijkaardig zijn aan standaard, is de loodsteek 1,778 mm. Ze zijn iets kleiner en hebben de neiging om verpakkingen met een hoge pindichtheid te gebruiken.

Zigzag (ZIP) in lineair pakket ：

Het inbrengen van pinnen in dit type verpakking staat loodrecht op de printplaat. De uitlijning van pinnen in het pakket is verticaal en heeft de neiging dicht bij elkaar te zitten. Zigzag lineaire verpakkingen waren niet zo populair in de elektronica-industrie. Zigzag gaat de geschiedenis in als een kortstondige technologie die vooral veel werd gebruikt in dynamische RAM-chips. Tegenwoordig denken niet zo veel elektronicafabrikanten er zelfs aan om het meer als IC-pakketten te gebruiken. De meeste van hen vertrouwen op DIP-verpakkingen, standaardverpakkingen en krimpverpakkingen.

2.1.1 Verpakking voor opbouwmontage

Surface Mount Packaging is de technologie waarbij componenten worden geplukt en op een kale PCB worden geplaatst. Hoewel dit fabricageproces vrij snel is, kan het met zijn gebreken aan de andere kant komen. Defecten kunnen ontstaan ​​door de miniaturisering van componenten, wat gebruikelijk is in dit soort technologie.

Wanneer u onderdelen dicht bij elkaar plaatst, wordt het onmogelijk om defecten op te sporen. Toch is het een vorm van IC-verpakking. Fabrikanten kunnen op twee manieren een IC-verpakking voor opbouwmontage realiseren, zoals hieronder wordt uitgelegd:

Klein L-vormig loodpakket - Dit type verpakking bestaat uit vleugelvormige loodjes. Deze leads hebben de neiging om correct in beide richtingen op een L-manier uit het lichaam te trekken. Fabrikanten kunnen ze eenvoudig op het bord monteren op basis van hun eenvoudige rechthoekige vormen met horizontale randen. Dit soort pakketten komt veel voor in geïntegreerde schakelingen die worden gebruikt om flashgeheugens en RAM van stroom te voorzien.

Ball Grid Array (BGA) - Een Ball Grid Array of BGA, kortweg, is een chip die een op het oppervlak gemonteerd pakket bevat dat meestal wordt gezien in computers. Maar in tegenstelling tot andere IC-pakketten waar een perimeter kan worden aangesloten, kan het hele bodemoppervlak eenvoudig op BGA worden gemonteerd. Op basis van kortere kogelverbindingen zult u merken dat BGA's IC's enkele van de hoogste snelheden bieden. Ball Grid Arrays zijn andere soorten IC-pakketten die plastic mallen gebruiken.

2.2 Classificatie van IC-pakketten naar structuur

Op basis van formatie zijn er verschillende manieren waarop we IC-pakketten kunnen categoriseren. Er zijn twee veelvoorkomende typen IC-pakketten:leadframetype en substraattype. Loodframeverpakkingen worden veel gebruikt in bijna alle IC-verpakkingen. Bij loodframeverpakkingen bestaat het frame uit een dunne koperlaag. Belangrijk om op te merken is dat in dit type verpakking niet altijd één maat past. Klanten vragen vaker om op maat gemaakte leadframes. Dit alles hangt af van de grootte van de IC's op de printplaat.

Naast het type leadframe is er de verpakking van het substraattype van IC's op een printplaat. Hier vindt een pakketsubstraat toepassing bij het verpakken van de kern-IC's. Leadframe IC-verpakking zorgt voor de overdracht van elektrische signalen tussen de IC's en de printplaat. Dit type verpakking is ideaal omdat het dure halfgeleiders beschermt tegen externe stress.

Afgezien van het standaard leadframe en substraattype IC-verpakking, zijn er nog andere die het vermelden waard zijn. De volgende zijn er enkele:

Pin-grid array

Pin grid-array is een verpakkingsstandaard voor geïntegreerde schakelingen die zwaar toepasbaar is in veel processors van de tweede tot en met de vijfde generatie. Socketing vertrouwt er het meest op, waarbij de arraypakketten vierkant of rechthoekig zijn. Pin grid is ideaal voor processors die bestaan ​​uit databussen met een grotere breedte, omdat ze de benodigde verbindingen correct kunnen verwerken. Dit type verpakking met geïntegreerde schakelingen heeft een aantal voordelen. Er zijn bijvoorbeeld veel pinnen per geïntegreerde schakeling en goedkoper dan BGA.

Vierkante platte verpakking (Loodvrije loodraamverpakking)

Zolang er IC's bestonden, bestaan ​​gelode verpakkingen ook. Dit verpakkingstype is gemakkelijk te identificeren omdat ze een halfgeleiderchip met IC's rest van plastic malinkapseling spotten. Hier omringen de metalen draden de omtrek van het pakket. Ook is de naam vierkante platte verpakking een van de meest gebruikte verpakkingstypes. De meeste PCB-makers gebruiken dit type IC-verpakking bij het vervaardigen van hun borden.

Quad plat zonder lood

Ten slotte, maar toch belangrijk, is de Quad Flat No-lead IC-verpakking. Het is een kleine of liever miniatuur IC-verpakking. Dit type verpakking is meestal afhankelijk van de grootte van de chip en komt het meest voor bij opbouwmontage. Meestal zijn grote geïntegreerde printplaten afhankelijk van dit type verpakking. U moet echter weten dat Surface Mount Device (SMD) -technologie hier sterk van toepassing is. Quad Flat No-Lead-verpakking is goedkoop en ideaal voor gebruik met hoge frequentie. Toch zijn ze relatief eenvoudig te bedienen en zeer hoog als het gaat om zaken met betrekking tot betrouwbaarheid.

(Een doorlopend IC)

3. Doorlopende montage VS opbouwmontage

Zoals eerder opgemerkt, zijn er twee soorten IC-verpakkingen:doorlopende montage en opbouwmontage. De volgende zijn opmerkelijke vergelijkingsgebieden tussen de twee.

Maat ：

Doorlopende montage van een pakket vereist grote componenten. Als je de afmetingen van IC's op PCB's met doorlopende gaten en die onder SMT vergelijkt, zul je een groot verschil merken. SMT maakt kleinere PCB-afmetingen mogelijk, wat betekent dat de IC's hier klein en compact zijn, in tegenstelling tot geplateerde doorgaande gaten.

Als u zich zorgen maakt over de grootte bij het verpakken van uw IC's, is uw betere keuze een opbouwmontage over een doorgaand gat. Omdat de opbouwmontage klein is, betekent dit dat u ook ruimte kunt besparen.

Componentendichtheid ：

opbouwmontage IC-verpakking resulteert in een hoge componentdichtheid, in tegenstelling tot doorlopende verpakkingen. Met opbouwmontage is het mogelijk om alles in een veel kleinere ruimte te plaatsen en tegelijkertijd functionaliteit te bereiken. Dat is niet het geval als het gaat om doorgaande gaten, waar componenten vaak te groot zijn.

Verschillende 14- of 16-pins dual-in-line processors van ongeveer 0,80 inch x 0,35 inch passen bijvoorbeeld perfect in een gebied van één vierkante inch of kleiner. Maar aan de andere kant zou zoiets onmogelijk zijn als het een geplateerde doorlopende verpakking zou zijn geweest.

Montagefoutcorrectie：

Op een gegeven moment kunnen fouten optreden, ongeacht het type technologie dat wordt gebruikt. Wanneer er fouten optreden, kan correctie of reparatie nodig zijn. Als je kijkt naar foutcorrectie, kun je vrij snel ondernemen met geplateerde doorlopende pakketten.

De componenten zijn groot genoeg voor zichtbaarheid en gemak van reparatie. Maar dat is niet altijd het geval met SMT. Omdat de onderdelen meestal klein zijn en dicht bij elkaar zitten, wordt foutcorrectie lastig.

Elektromagnetische compatibiliteit：

Elektromagnetische compatibiliteit is het vermogen van elektronische componenten om naar wens te werken. Dat zouden ze in hun elektromagnetische omgeving moeten doen.

Er is een betere elektromagnetische compatibiliteit in SMT in vergelijking met through-hole. De reden hiervoor is dat SMT een korter retourpad biedt. Het snellere retourpad ontstaat omdat componenten dicht bij elkaar zitten in tegenstelling tot doorlopende gaten.

Kosten ：

Met doorgaand gat is er een aanzienlijke kostenbesparing, in tegenstelling tot SMT. Voor verpakkingen met doorlopende gaten is bijvoorbeeld geen gedetailleerde en dure apparatuur nodig.

Dit type montage kan circuitmakers honderdduizenden dollars besparen. Maar als het gaat om oppervlaktemontage, zijn de productiekosten meestal iets hoger. Fabrikanten moeten bijvoorbeeld een pick-and-place-machine gebruiken, een van de duurste markten.

(Een opbouwprintplaat)

4. Verpakkingsmateriaal voor geïntegreerde schakelingen

Elektronische verpakkingen zijn een van de meest materiaalintensieve toepassingen van de laatste tijd. Fabrikanten moeten hier verschillende materialen gebruiken.

IC-verpakking – Soorten materialen：

De soorten materialen hier omvatten halfgeleiders, glas, keramiek, composieten, metalen en polymeren. Glazen en keramiek werken als isolatoren of diëlektrica, terwijl polymeren als geleiders werken.

Metalen daarentegen werken als geleiders in de verpakking. Composieten bevatten een mix van materialen die kunnen werken als elektrische geleiders of thermische verbeteringen.

IC-verpakking:het patchmateriaal：

U zult moeten gebruiken om patches te maken als u zich in een dergelijke situatie bevindt. Een patch is een stuk stof dat een ongewenste opening bedekt.

Er zijn veel patchmaterialen die u kunt gebruiken. Tijdens IC-verpakkingen kunt u er meerdere gebruiken. Een deel van het ideale materiaal is echter een piëzo-elektrisch materiaal.

IC-verpakking – Afdichtmiddel：

Ten slotte, als het gaat om IC-verpakkingen, hoort u vaak van een kit. Maar wat zijn obligaties en sommige van hun toepassingen? Zoals de naam al zegt, is een lijm een ​​materiaal dat mensen gebruiken om alles wat ze willen sluiten af ​​te dichten. De primaire functie van afdichtingsmiddelen is ervoor te zorgen dat de afdichtingsmiddelen waterdicht of luchtdicht zijn.

Bij het verpakken van IC's zijn afdichtmiddelen nodig omdat ze ervoor zorgen dat water of lucht de rest van de IC niet beschadigt. Om deze redenen zijn obligaties verplicht. Siliconenkit is een van de ideale lijmsoorten om te gebruiken. Ze gaan lang mee en beschermen het hele pakket perfect tegen corrosie.

(IC-verpakkingsmaterialen)

5. Assemblagemethode van IC-verpakking

IC-assemblage verbindt elektronisch de output- en input-bondpads op de IC met de overeenkomstige bond-pads op de verpakking. In ons geval is de doos een printplaat op systeemniveau. Er zijn verschillende soorten IC-verpakkingen die fabrikanten gebruiken. Enkele van de meest voorkomende zijn de volgende:

IC-verpakking–Dual-in-line pakket ：

Een Dual-in-line verpakking of kortweg DIP is een van de meest voorkomende montagemethoden van IC-verpakkingen. Een dubbel in-line pakket is een pakket voor elektronische apparaten dat bestaat uit een rechthoekige behuizing. Het heeft twee aangrenzende parallelle rijen elektrische verbindingspennen.

Houd er rekening mee dat de doos ofwel door een gat op de PCB kan worden gemonteerd of gewoon in een socket kan worden gestoken. Als je enthousiast genoeg bent, zul je je realiseren dat de meeste mensen DIP doorverwijzen naar DIPn . Hier, n verwijst naar het totale aantal pinnen. Een microcircuitpakket met twee rijen bestaande uit acht verticale draden zou bijvoorbeeld een DIP18 zijn.

IC-verpakking:klein pakketje  ：

Een klein overzichtspakket is een andere IC-verpakkingsassemblagemethode die fabrikanten gebruiken om IC-verpakkingen te bereiken, vooral als ze klein zijn. Het kleine overzichtspakket is iets smaller en korter dan DIP's. De zijwaartse steek is 6 mm, terwijl de carrosseriebreedte 3,9 mm is. U moet er echter rekening mee houden dat de afmetingen verschillen afhankelijk van het pakket in kwestie.

IC-verpakking–Ball grid array  ：

De Ball-rasterarrays gebruiken verschillende samenstellingen om pakketten van 250 tot 1089 in- en uitgangen te bieden. Het is ook een van de meest voorkomende IC-assemblagemethoden.

IC-verpakking-Quad Flat Package ：

Het Quad Flat Package is een IC-assemblagemethode die veel fabrikanten gebruiken. De reden voor het zware gebruik is dat het om één grote reden mogelijk is.

Hierdoor kunnen SMD IC's die bestaan ​​uit hoge onderlinge verbindingen gemakkelijk worden gebruikt in elektronische circuits. Quad flatpack geïntegreerde schakelingen zijn er in verschillende formaten met pinnen die in aantal variëren.

(Een Dual-in-line IC-verpakking)

6. Hoe moeten we het type IC-verpakking kiezen?

Voordat we verder gaan, moeten we het belang van een goede verpakking benadrukken. Geïntegreerde schakelingen moeten in een pakket blijven om een ​​vlotte hantering en montage op de printplaten te garanderen. Het kiezen van het juiste pakket is essentieel, omdat u schade en corrosie vermijdt. Dus, hoe kies je het juiste type IC-verpakking? Lees verder om het te begrijpen.

• Het aantal I/O's-First, het aantal I/O's is van belang bij het kiezen van het pakket. Hier zijn BGA's het beste vanwege hun hoge aantal pinnen. Maar als u op zoek bent naar een lager aantal pins, dan is het QFN-pakket ideaal voor u.
• Warmtebeheer-Ten tweede moet u rekening houden met zaken die te maken hebben met warmtebeheer. Tegenwoordig zijn de afmetingen van de IC's meestal kleiner, maar met uitgebreidere soldeermaskers om lekkage van elektrische en thermische componenten te voorkomen. Overleg zeker met uw PCB-leverancier wat de mogelijkheden zijn. Als zodanig zullen ze hoogstwaarschijnlijk te veel warmte produceren, een reden waarom warmtebeheer belangrijk is. Aan de andere kant hebben BGA's de neiging om een ​​effectieve warmteafvoer te vertonen, daarom wil je er misschien voor gaan.
• Hoge snelheden I/O's Ten derde, kijk bij het kiezen van uw IC-verpakking naar zaken als High-Speed ​​I/O's. U wilt op geen enkel moment de kwaliteit van het pakket verstoren om de IC I / O-signalen met elkaar te verbinden. Overweeg flip-BGA voor de beste hoogfrequente signalen.
• PCB-assemblage-Ten slotte is PCB-assemblage van belang. Kunt u de montage van uw IC-pakket binnen de kortst mogelijke tijd hebben? Zorg ervoor dat u deze factor vooraf meeweegt, want niet elke provider kan u bieden wat u zoekt.

(Een correct gemonteerde IC-chip)

7. Gebruik en voordelen van IC-verpakkingen

IC speelt verschillende essentiële rollen in bijna alle elektronische circuits. Zij dragen de volledige verwerking van gegevens en berekeningen. IC is ook een van de meest kritische elementen voor het opslaan van gegevens. Zonder IC's werkt een elektronisch circuit (zoals een PCB) niet zoals bedoeld.

IC-verpakkingen hebben verschillende opmerkelijke voordelen. Een IC-verpakking zorgt bijvoorbeeld voor de bescherming van het onderdeel tegen beschadiging en corrosie. Het zorgt er ook voor dat er voldoende stroom door het hele systeem loopt.

IC-verpakking is ook gunstig, waarbij de verpakking fungeert als een mechanisme om de verbindingen van de krappe toonhoogte op de IC-matrijs "uit elkaar te spreiden". De box verspreidt deze mechanismen naar gebieden met een brede pitch die de meeste PCB-fabrikanten nodig hebben.

(Goed verpakte IC's)

Samenvatting

Zoals je hebt gezien, is er veel aan IC-verpakkingen voor elektronische systemen dan je misschien denkt te weten. Spelers, zowel oud als nieuw in de elektronicawereld, moeten een duidelijk beeld van hen krijgen.

Zo kun je hier op de hoogte blijven van nieuwe ontwikkelingen.

Heeft u vragen over de verschillende soorten IC-verpakkingen of alles wat met PCB's te maken heeft? Voel je vrij om op printplaten te winkelen, verschillende dingen kunnen je in de war brengen. Of u nu gaat voor een enkelzijdige print, een dubbelzijdige print of een ander type print, u kunt bij ons terecht. We zijn er trots op onze klanten de informatie te bieden die ze nodig hebben om weloverwogen beslissingen te nemen over elektronische onderdelen voor hun bedrijf.