Au cours des dernières décennies, Les packages IC ont fait l'objet d'un développement continu. Ils jouent un rôle essentiel pour garantir le fonctionnement normal et la longévité de ces composants électroniques. Paquets IC, comme le pont reliant les circuits internes au monde extérieur, se présentent sous diverses formes, chacun étant adapté à des cas d'utilisation et à des exigences de performances spécifiques. Dans ce blog, nous présenterons différents types de boîtiers IC et ferons des comparaisons entre eux. Quoi de plus, nous énumérons les considérations clés lors du choix du type de boîtier IC. Lisons la suite.
Qu'est-ce qu'un package IC?
Paquet IC, avec le nom complet du boîtier de circuit intégré, est un boîtier qui encapsule et protège un circuit intégré des facteurs environnementaux défavorables tels que l'humidité, corrosion, et la poussière. D'autre part, il facilite l'interconnexion des circuits intégrés avec des cartes de circuits imprimés et d'autres composants. Les circuits intégrés sont de minuscules dispositifs électroniques comprenant une vaste gamme de transistors interconnectés, condensateurs, résistances, et divers composants électroniques logés sur un seul substrat semi-conducteur.
Avantages et inconvénients de l'utilisation de packages IC
Les avantages
- Protection physique: Les boîtiers IC offrent une protection aux composants sensibles contre les dommages physiques, humidité, poussière, et les facteurs environnementaux, assurer leur longévité et leur fiabilité.
- Fiabilité améliorée: L'encapsulation de composants électroniques délicats dans des boîtiers de protection augmente la fiabilité de l'appareil et prolonge sa durée de vie opérationnelle.
- Efficacité spatiale: Les boîtiers IC ont des dimensions plus petites que les autres composants individuels, qui permet des conceptions compactes et une densité de composants accrue sur les circuits imprimés.
- Assemblage simplifié: L'emballage facilite l'assemblage facile et automatisé des composants, entraînant une réduction des coûts de fabrication.
- Amélioration des performances: Les boîtiers IC peuvent améliorer les performances de l'appareil en réduisant le bruit et en assurant une gestion thermique efficace.
Désavantages
- Facteur de coût: Les packages IC peuvent être plus coûteux que les composants individuels, contribuer au coût global de l'appareil.
- Complexité: Certains packages IC sont complexes à gérer, machines spécialisées exigeantes et compétences techniques pour les processus d'assemblage et de réparation
- Réparabilité limitée: En cas de défaillance d'un composant dans le package, la réparation peut être difficile ou impossible sans remplacer l'ensemble du paquet.
- Caractéristiques dépendantes du package: Les performances de l'appareil peuvent dépendre du package utilisé, et la modification du package peut modifier le comportement de l'appareil.
- Contraintes thermiques: Certains packages IC peuvent ne pas disposer d'une gestion thermique suffisante, entraînant une surchauffe et pouvant réduire les performances et la fiabilité de l'appareil.
Types de boîtiers IC courants
- Ensemble double en ligne (TREMPER)
Les boîtiers doubles en ligne sont l'un des types de boîtiers IC les plus anciens et les plus courants. Ils ont deux rangées parallèles de broches qui se branchent facilement dans un connecteur de type prise sur un PCB. Les packages DIP sont disponibles en différents nombres de broches, tel que 8, 14, 16, 20, et plus. Bien qu'ils soient encore utilisés dans certaines applications, ils sont de moins en moins répandus en raison de types d'emballages plus compacts et efficaces.
- Dispositif de montage en surface (SMD)
Les boîtiers SMD sont populaires en raison de leurs avantages d'économie d'espace. Contrairement aux packages DIP, Les boîtiers SMD n'ont pas de fils ou de broches pour l'insertion à travers le trou. Au lieu, ils ont de petites pastilles soudables sur la surface inférieure de l'emballage, permettant de les souder directement sur le PCB. Les types de boîtiers SMD courants incluent Forfait Quad Flat (QFP), Circuit intégré à petit contour (SOIC), et paquet de petit contour mince (TSOP).
- Réseau de grille à billes (BGA)
Forfaits BGA sont conçus pour des applications hautes performances. Ils ont une série de boules de soudure sur leur surface inférieure, remplacer les broches ou les fils traditionnels. Le CI est monté sur le PCB avec les billes de soudure le connectant aux pastilles correspondantes sur le PCB. Les BGA ont les caractéristiques d'excellentes performances électriques, dissipation thermique, et un nombre élevé de broches, ils sont le premier choix pour les microprocesseurs et les GPU.
- Quad plat sans plomb (QFN)
Les packages QFN sont similaires aux BGA, mais ils n'ont pas de fils ou de balles exposés sur le fond. Au lieu, ils ont de petits patins métalliques sur le fond, qui sont utilisés pour le montage en surface sur le PCB. Les boîtiers QFN offrent de bonnes performances thermiques et un profil bas, ils sont couramment utilisés dans les applications de gestion de l'alimentation.
- Double plat sans plomb (DFN)
Il s'agit d'un type d'emballage de circuit intégré à montage en surface, Ce type de colis a un appartement, corps en plastique rectangulaire et pastilles de cuivre exposées sur la face inférieure pour souder plutôt que des fils qui dépassent des côtés. Ils sont utilisés pour les appareils compacts et légers, tels que les téléphones portables et l'électronique grand public.
- Paquet d'échelle de puce (CSP)
Les boîtiers CSP sont extrêmement compacts et conçus pour être aussi proches que possible de la taille du circuit intégré. Ils trouvent une utilisation fréquente dans des scénarios exigeant un espace restreint, comme dans les smartphones et les gadgets portables. Les CSP sont difficiles à fabriquer mais gagnent en popularité à mesure que la technologie progresse.
| Type de boîtier CI | La description | Les avantages | Désavantages | Applications courantes |
| Ensemble double en ligne (TREMPER) | L'un des types de boîtiers les plus anciens et les plus courants avec deux rangées de broches | Insertion facile dans les connecteurs femelles sur PCB | Volumineux, nombre de broches limité, pas idéal pour les conceptions modernes | Applications héritées, circuits simples |
| Dispositif de montage en surface (SMD) | Patins soudables sur la surface inférieure, peu encombrant | Compact, poids léger, adapté à l'assemblage automatisé | Pas idéal pour les applications à haute puissance | Electronique générale, appareils grand public |
| Réseau de grille à billes (BGA) | Boules de soudure sur la surface inférieure, haute performance | Nombre élevé de broches, excellente dissipation thermique | Reprise/réparation difficile, difficile à fabriquer | Microprocesseurs, GPU, applications à grande vitesse |
| Quad plat sans plomb (QFN) | Pas de fils exposés, patins métalliques en bas, bonnes performances thermiques | Compact, profile bas, meilleures caractéristiques thermiques | Difficile d'inspecter les joints de soudure, pas pour une puissance élevée | CI de gestion de l'alimentation, Applications RF |
| Double plat sans plomb (DFN) | La plus petite variante de QFN, moins de broches | Compact, peu encombrant, poids léger | Nombre de broches limité, reprise difficile | Appareils mobiles, petit électronique |
| Paquet d'échelle de puce (CSP) | Extrêmement compact, proche de la taille du CI | Miniaturisation maximale, conception peu encombrante | Difficile à fabriquer, peut nécessiter un circuit imprimé spécialisé | Smartphones, portables, applications à espace restreint |
Choisir les bons types de boîtiers IC
Choisir le bon type de boîtier IC est une décision critique qui dépend de plusieurs facteurs liés à l'application spécifique et aux exigences de conception：
Exigences de candidature: Différents types de boîtiers ont des caractéristiques électriques et thermiques différentes, donc lors de la sélection d'un package IC, il est important de comprendre les exigences de l'application, y compris les fonctionnalités requises, dissipation de puissance, et dissipation thermique. Ce n'est qu'ainsi que le type le plus approprié peut être sélectionné.
Nombre de broches et exigences d'E/S: Déterminer le nombre requis d'entrées/sorties (E/S) broches pour votre circuit. Si votre conception nécessite un nombre élevé de broches, envisager des types de packages tels que les BGA ou les QFP. Pour un nombre de broches inférieur, Des QFN ou des packages plus petits peuvent convenir.
Contraintes d'espace de carte et de mise en page: Évaluer l'espace carte disponible et les contraintes d'agencement. Si vous avez besoin d'économiser de l'espace et avez des exigences de mise en page strictes, envisager des packages plus petits comme QFN ou CSP.
Considérations thermiques: Pour les applications à haute puissance ou les appareils qui génèrent une chaleur importante, choisissez des types de boîtiers IC avec de bonnes propriétés de dissipation thermique, comme les BGA.
Considérations de fabrication et d'assemblage: Tenez compte de la facilité de fabrication et d'assemblage lors de la sélection du type d'emballage. Certains forfaits, comme les BGA, peut nécessiter un équipement spécialisé pour la soudure, pendant que les autres, comme les DIP ou les SMD, sont plus simples à manipuler.
Considérations de coût: Différents types de forfaits sont proposés à différents prix. Choisissez un package qui répond à vos exigences sans gonfler inutilement les coûts de production.
Fiabilité et durabilité: Tenir compte de l'environnement d'exploitation et des exigences de durabilité de l'application spécifique. Certains types de colis, comme les BGA et les QFN, peuvent offrir une fiabilité améliorée en raison de leurs configurations de joint de soudure.
Flexibilité de conception et futures mises à niveau: Considérez le besoin potentiel de futures mises à niveau ou modifications de la conception. Les types de boîtiers avec un nombre de broches plus élevé peuvent permettre une plus grande flexibilité dans l'ajout de fonctions ou de fonctionnalités.
Points clés à retenir
Le conditionnement des circuits intégrés joue aujourd'hui un rôle essentiel dans la fabrication de semi-conducteurs. Les avantages protecteurs et thermiques fournis par les boîtiers IC les ont rendus indispensables dans la production électronique moderne. Il est essentiel pour les acteurs de l'industrie de comprendre les différents types de boîtiers de circuits intégrés et de choisir le bon pour améliorer les performances des composants électroniques. Pour les requêtes couvrant divers types d'emballages de circuits intégrés ou des questions concernant les cartes de circuits imprimés, contacter les experts chez MOKO Technology maintenant.
