Типы корпусов микросхем: Как правильно выбрать?

За последние несколько десятилетий, Пакеты IC постоянно совершенствуются. Они играют решающую роль в обеспечении нормальной работы и долговечности этих электронных компонентов.. ИС пакеты, как мост, соединяющий внутреннюю схему с внешним миром, прийти в самых разнообразных формах, каждый адаптирован к конкретным случаям использования и требованиям к производительности. В этом блоге, мы представим различные типы пакетов IC и проведем их сравнение. Что еще, мы перечисляем ключевые соображения при выборе типа корпуса IC. Давай читать дальше.

Что такое пакет IC?

ИС пакет, с полным названием пакета интегральной схемы, представляет собой корпус, который герметизирует и защищает интегральную схему от неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как влага., коррозия, и пыль. С другой стороны, облегчает соединение интегральных схем с печатными платами и другими компонентами. ИС — это крошечные электронные устройства, состоящие из множества взаимосвязанных транзисторов., конденсаторы, резисторы, и разнообразные электронные компоненты, размещенные на одной полупроводниковой подложке.

Преимущества и недостатки использования пакетов IC

Преимущества

• Физическая защита: Корпуса микросхем обеспечивают защиту чувствительных компонентов от физического повреждения., влага, пыль, и экологические факторы, обеспечение их долговечности и надежности.
• Повышенная надежность: Инкапсуляция деликатной электроники в защитные пакеты повышает надежность устройства и продлевает срок его службы..
• Космическая эффективность: Корпуса ИС имеют меньшие размеры, чем другие отдельные компоненты., что позволяет создавать компактные конструкции и увеличивать плотность компонентов на печатных платах.
• Упрощенная сборка: Упаковка облегчает простую и автоматизированную сборку компонентов, ведет к снижению производственных затрат.
• Улучшение производительности: Корпуса интегральных схем могут повысить производительность устройства за счет снижения уровня шума и эффективного управления температурным режимом..

Недостатки

• Фактор стоимости: Пакеты IC могут быть дороже, чем отдельные компоненты, влияет на общую стоимость устройства.
• Сложность: Некоторые пакеты IC сложны в обращении, требующее специализированного оборудования и технического мастерства как для сборки, так и для ремонта
• Ограниченная ремонтопригодность: В случае сбоя компонента в пакете, ремонт может быть сложным или невозможным без замены всего пакета.
• Характеристики, зависящие от пакета: Производительность устройства может зависеть от используемого пакета, и изменение пакета может изменить поведение устройства.
• Температурные ограничения: В некоторых корпусах интегральных схем может отсутствовать достаточная терморегуляция., что приводит к перегреву и потенциальному снижению производительности и надежности устройства..

Распространенные типы корпусов ИС

• Двойной рядный корпус (ОКУНАТЬ)

Двойные линейные пакеты - один из самых ранних и наиболее распространенных типов корпусов ИС.. Они имеют два параллельных ряда штырьков, которые легко вставляются в гнездовой разъем на печатной плате.. DIP-корпуса имеют разное количество выводов., такой как 8, 14, 16, 20, и более. Хотя они все еще используются в некоторых приложениях, они становятся менее распространенными из-за более компактных и эффективных типов упаковки.

• Устройство для поверхностного монтажа (SMD)

Корпуса SMD популярны из-за их компактных преимуществ.. В отличие от DIP-пакетов, Корпуса SMD не имеют выводов или штифтов для вставки в сквозное отверстие.. Вместо, у них есть небольшие паяные площадки на нижней поверхности корпуса, позволяет припаивать их непосредственно к печатной плате. Общие типы пакетов SMD включают Четырехместный пакет с плоским экраном (QFP), Интегральная схема малого контура (SOIC), и тонкий небольшой контурный пакет (TSOP).

• Шаровая сетка (BGA)

BGA-корпуса предназначены для высокопроизводительных приложений. У них есть ряд шариков припоя на их нижней поверхности., замена традиционных штифтов или выводов. Микросхема монтируется на печатную плату с помощью шариков припоя, соединяющих ее с соответствующими контактными площадками на печатной плате.. BGA обладают превосходными электрическими характеристиками., рассеивание тепла, и большое количество выводов, они являются лучшим выбором для микропроцессоров и графических процессоров.

• Quad Flat без свинца (QFN)

Корпуса QFN похожи на BGA., но у них нет открытых выводов или шариков на дне. Вместо, у них есть маленькие металлические накладки на дне, которые используются для поверхностного монтажа на печатной плате. Пакеты QFN обладают хорошими тепловыми характеристиками и низким профилем., они обычно используются в приложениях управления питанием.

• Двойной плоский без свинца (ДФН)

Это тип упаковки интегральной схемы для поверхностного монтажа., Этот тип упаковки имеет плоскую, прямоугольный пластиковый корпус и открытые медные площадки на нижней стороне для пайки, а не выводы, которые торчат по бокам. Они используются для компактных и легких устройств., такие как сотовые телефоны и бытовая электроника.

• Пакет чипов (Трудность в производстве печатных плат может возникнуть здесь, когда при штриховке не учитываются те же конструктивные ограничения, что и для печатных проводников.)

Пакеты CSP чрезвычайно компактны и спроектированы так, чтобы максимально приблизиться к размеру интегральной схемы.. Они находят частое применение в сценариях, требующих ограниченного пространства., как в смартфонах и носимых гаджетах. CSP сложно производить, но они набирают популярность по мере развития технологий..

Тип упаковки ИС	Описание	Преимущества	Недостатки	Общие приложения
Двойной рядный корпус (ОКУНАТЬ)	Один из самых ранних и распространенных типов корпусов с двумя рядами контактов.	Простая вставка в гнездовые разъемы на печатной плате	Громоздкий, ограниченное количество выводов, не подходит для современных дизайнов	Устаревшие приложения, простые схемы
Устройство для поверхностного монтажа (SMD)	Паяные площадки на нижней поверхности, компактный	Компактный, легкий, подходит для автоматизированной сборки	Не идеально подходит для приложений с высокой мощностью	Общая электроника, потребительские устройства
Шаровая сетка (BGA)	Шарики припоя на нижней поверхности, высокая производительность	Большое количество выводов, отличное тепловыделение	Сложная доработка/ремонт, сложный в производстве	Микропроцессоры, графические процессоры, высокоскоростные приложения
Quad Flat без свинца (QFN)	Нет открытых проводов, металлические накладки на дне, хорошие тепловые характеристики	Компактный, Низкопрофильный, лучшие тепловые характеристики	Трудно проверить паяные соединения, не для большой мощности	ИС управления питанием, РЧ-приложения
Двойной плоский без свинца (ДФН)	Меньший вариант QFN, меньше контактов	Компактный, компактный, легкий	Ограниченное количество выводов, сложная переделка	Мобильные устройства, маленькая электроника
Пакет чипов (Трудность в производстве печатных плат может возникнуть здесь, когда при штриховке не учитываются те же конструктивные ограничения, что и для печатных проводников.)	Чрезвычайно компактный, близко к размеру IC	Максимальная миниатюризация, компактный дизайн	Сложность в производстве, может потребоваться специализированная печатная плата	Смартфоны, носимые устройства, приложения с ограниченным пространством

Выбор правильных типов корпусов ИС

Выбор правильного типа корпуса ИС является важным решением, которое зависит от нескольких факторов, связанных с конкретным приложением и требованиями к конструкции.：

Требования к кандидатам: Различные типы корпусов имеют разные электрические и тепловые характеристики., поэтому при выборе пакета IC, важно понимать требования приложения, включая необходимый функционал, рассеяние мощности, и тепловыделение. Только так можно подобрать наиболее подходящий тип.

Количество выводов и требования к вводу-выводу: Определяем необходимое количество входов/выходов (ввод/вывод) пины для вашей схемы. Если ваш дизайн требует большого количества выводов, рассмотрите типы корпусов, такие как BGA или QFP. Для меньшего количества выводов, QFN или меньшие пакеты могут быть подходящими.

Пространство на доске и ограничения макета: Оцените доступное пространство на доске и ограничения компоновки. Если вам нужно сэкономить место и у вас жесткие требования к планировке, рассмотрите меньшие пакеты, такие как QFN или CSP.

Тепловые соображения: Для мощных приложений или устройств, выделяющих значительное количество тепла, выбирать типы корпусов ИС с хорошими свойствами рассеивания тепла, такие как BGA.

Особенности изготовления и сборки: Учитывайте простоту изготовления и сборки при выборе типа упаковки. Некоторые пакеты, как BGA, может потребоваться специальное оборудование для пайки, пока другие, как DIP или SMD, более просты в обращении.

Соображения стоимости: Различные типы пакетов поставляются в разных ценовых категориях.. Выберите упаковку, отвечающую вашим требованиям, без ненужного завышения производственных затрат.

Надежность и долговечность: Учитывайте условия эксплуатации и требования к долговечности для конкретного приложения.. Некоторые типы пакетов, как BGA и QFN, могут предложить повышенную надежность благодаря конфигурации паяного соединения.

Гибкость дизайна и будущие обновления: Рассмотрите потенциальную потребность в будущих обновлениях или изменениях конструкции.. Типы пакетов с большим количеством выводов могут обеспечить большую гибкость при добавлении функций или функций..

Ключевые выводы

Корпус ИС сегодня играет жизненно важную роль в производстве полупроводников.. Защитные и тепловые преимущества, обеспечиваемые корпусами ИС, сделали их незаменимыми в современном производстве электроники.. Для участников отрасли важно понимать различные типы корпусов ИС и выбирать правильный для повышения производительности электронных компонентов.. Для запросов, касающихся различных типов корпусов ИС или вопросов, касающихся печатных плат, связаться с экспертами в МОКО технологии сейчас.