Типы корпусов микросхем: основные виды и их особенности

Для интегральных компонентов, в зависимости от мощности их рассеивания, типа монтажа и его плотности, применяют различные виды корпусов. Это важный элемент микросхемы, он обеспечивает защиту кристалла от внешних воздействий. От выбора корпуса для чипа зависит компактность собранного устройства (габариты, вес) и степень защиты от влаги, пыли, грязи и коррозии. Свойства и материал корпуса микросхемы влияет на теплоотвод и допустимый уровень механических воздействий. Рассмотрим основные типы корпусов микросхем и их свойства.

Содержание:

1. Отличительные свойства корпусов
2. Модификация корпусов интегральных компонентов
3. Классификация корпусов микросхем и их свойства
4. Корпуса микросхем линейного типа
5. SMD-корпуса микросхем
6. Корпуса с матричным расположением выводов

Отличительные свойства корпусов

Корпуса микросхем отличаются:

• типом монтажа;
• количеством выводов;
• их размерами и расположением;
• наличием керамической подложки.

Некоторые корпуса интегральных компонентов отличаются еще и мощностью рассеивания. Если плата выполнена с отверстиями под выводы, то применяют DIP-корпуса микросхемы. Навесным монтажом припаивают чипы SMD.

Если же микросхемы имеют матричные или плотно расположенные выводы, то необходимо использовать многослойные печатные платы. Только на таких основаниях становится возможным реализовать разводку выводов микросхем (соединить их по электронной схеме) с их компактным расположением. Применение керамической подложки увеличивает толщину корпуса интегрального компонента.

Зато изделие приобретает такие плюсы:

• негигроскопичность;
• повышенная устойчивость к воздействию влаги и химически активных веществ;
• повышенный диапазон температур эксплуатации;
• улучшенный теплоотвод;
• возрастает диэлектрическая прочность, требуется более высокое напряжение пробоя изоляции;
• усиленная ударопрочность и стойкость к вибрациям;
• устойчивость к радиации;
• незначительная разница в температурных коэффициентах расширения керамики и кристалла кремния.

Интегральные компоненты, рассчитанные на повышенную мощность рассеивания, могут изготавливаться в корпусах, имеющих плоскую металлическую поверхность. Она используется для подключения к теплоотводу с помощью скоб или болтового крепления.

Модификация корпусов интегральных компонентов

Метод пайки микросхем в сквозные отверстия печатной платы на ранних этапах развития электроники был единственным. Корпусные интегральные компоненты и микросборки изготавливались преимущественно в корпусах с двухрядным расположением выводов. Также были разработаны металлические круглые колпачковые корпуса, но они не получили широкого распространения.

С появлением и популяризацией поверхностного монтажа (SMD) производители чипов стали разрабатывать для них остовы нового типа. При этом возникло много стандартов корпусов для интегральных компонентов с большим и малым количеством выводов при малых либо средних габаритах каркаса полупроводниковых изделий.

Полностью отказываться от микросхем, имеющих двустороннее расположение выводов, рассчитанных на пайку в отверстия печатных плат, не имеет смысла. Производители многих стран выпускали и выпускают интегральные компоненты такой конструкции в больших количествах.

Поэтому для микросхем классического строения выделили категорию DIP, что означает «двойной линейный пакет» — выводы расположены в две линии.

С минимизацией компонентов электроники при одновременном увеличении их интеграции потребовались остовы малых габаритов. Например, для микросхем памяти или для микроконтроллеров с большим числом физических линий и интерфейсов. Количество выводов у таких приборов может быть несколько десятков, а то и сотен. Для физической реализации этих задач стали использовать четырехстороннее расположение выводов. Но и такая структура имеет ограничения. Оптимальным решением является матричное размещение контактов.

Классификация корпусов микросхем и их свойства

Одна и та же модель микросхемы с одинаковой топологией может быть выполнена в разных корпусах. В этом случае ее некоторые предельные параметры будут отличаться, поэтому для каждого типа корпуса характерны определенные свойства.

Корпуса микросхем линейного типа

Более распространенный DIP-корпус имеют чипы с обязательно парным числом выводов, от 4 до 64. Впрочем, 4 или 6 выводов имеют, в основном, оптопары или датчики холла. Интегральные компоненты с количеством выводов от 8 до 28 выпускаются в узком корпусе шириной 6,3 мм (расстояние между линями выводов 8–9 мм). Лепестки контактов у основания микросхемы широкие, а в месте крепления сужены до 0,53 мм. Шаг составляет 2,54 мм.

Широкий тип корпуса DIP могут иметь микросхемы с числом выводов от 20 до 64. Расстояние между линиями контактов у них варьируется от 15,24 мм до 17,15 мм. Шаг и толщина выводов одинаковы.

Модификации корпусов отличаются:

• SDIP — более тонкими выводами с шагом 1,78 мм;
• QDIP — наличием лепестка для теплоотвода;
• HDIP — теплорассеивающий;
• PDIP — пластиковый наполнитель каркаса;
• CDIP — с керамической пластиной.

Существуют корпуса чипов с однолинейным расположением выводов — SIP (одиночный линейный пакет). Они отличаются высокой компактностью занимаемой площади печатной платы, если нет ограничений по высоте. Такая модель обеспечивает лучший теплоотвод, так как ни одна из широких сторон прямоугольной конструкции не прижата к плате. Изделие может лучше обдуваться при естественной или искусственной вентиляции.

Очень похожий корпус ZIP отличается лишь зигзагообразным изгибом нечетных выводов. Они располагаются в отверстия печатной платы второй линией. Корпус ZIP имеет схожие свойства c SIP корпусом, но микросхема содержит большее число выводов при одинаковой ширине изделия.

SMD-корпуса микросхем

Для поверхностного монтажа с непосредственной пайкой выводов на дорожки или площадки печатной платы часто используют корпуса микросхем SOIC. Это «интегральная схема малого контура», SO — «малоконтурная» либо SOP — «малоконтурный пакет». Они отличаются от DIP-корпусов уменьшенной 50–70% толщиной. Но применение корпуса такой конфигурации вынуждает задействовать большую площадь печатной платы. Связано это с трассировкой дорожек, идущих с выводов микросхемы.

Более удобными для распиновки являются корпуса:

• QFN — планарные выводы находятся под микросхемой;
• SOJ — выводы как у SOIC, но загнуты под микрочип;
• MLF — с размером контактных выступов 0,25 мм.

Маркировка TSOP означает что это утонченный корпус для поверхностного монтажа, SSOP — уменьшенных размеров. Первые буквы H, P или C означают, что изделие теплорассеивающее, пластиковое либо керамическое. Аббревиатура LCC означает, что чип имеет 4-сороннее расположение выводов.

Корпуса с матричным расположением выводов

Многовыводные микросхемы имеют расположение выводов в виде матрицы. Они бывают таких модификаций:

• LGA — контактные площадки;
• PGA — штырьки;
• BGA — шариковые контакты.

В онлайн-магазине нашей компании можно купить микросхемы оптом. Доставляем заказы по всей России.