Виды

Может быть выполнен из пластика (PDIP) или керамики (CDIP). Керамический корпус применяется из-за близких значений коэффициента температурного расширения керамики и полупроводникового кристалла микросхемы. По этой причине при значительных и многочисленных перепадах температур механические напряжения кристалла, находящегося в керамическом корпусе, оказываются заметно меньше, что снижает риск его механического повреждения или отслоения контактных проводников. Также многие элементы в кристалле способны менять свои электрические характеристики под воздействием напряжений и деформаций , что сказывается на характеристиках микросхемы в целом. Керамические корпуса микросхем применяются в технике, работающей в жёстких климатических условиях .

Обычно в обозначении микросхемы также указывается число выводов. Например, корпус микросхемы распространённой серии ТТЛ -логики , имеющий 14 выводов, может обозначаться как DIP14.

В корпусе DIP могут выпускаться различные полупроводниковые или пассивные компоненты - микросхемы, сборки диодов, транзисторов, резисторов, малогабаритные переключатели. Компоненты могут непосредственно впаиваться в печатную плату , также могут использоваться недорогие разъёмы для снижения риска повреждения компонента при пайке и возможности быстрой замены элемента без необходимости выпайки его из платы, что важно при отладке прототипов устройства.

История

Корпус DIP был разработан компанией «Fairchild Semiconductor » в 1965 году . Его появление позволило увеличить плотность монтажа по сравнению с применявшимися ранее круглыми корпусами. Корпус хорошо подходит для автоматизированной сборки. Однако размеры корпуса оставались относительно большими по сравнению с размерами полупроводникового кристалла. Корпуса DIP широко использовались в 1970-х и 1980-х годах. Впоследствии широкое распространение получили корпуса для поверхностного монтажа , в частности QFP и SOIC , имевшие меньшие габариты. Выпуск некоторых компонентов в корпусах DIP продолжается в настоящее время, однако большинство компонентов, разработанных в 2000-х годах, не выпускаются в таких корпусах. Компоненты в DIP-корпусах удобнее применять при макетировании устройств без пайки на специальных платах-бредбордах .

Корпуса DIP долгое время сохраняли популярность для программируемых устройств, таких как ПЗУ и простые ПЛИС (GAL) - корпус с разъёмом позволяет легко производить программирование компонента вне устройства. В настоящее время это преимущество потеряло актуальность в связи с развитием технологии внутрисхемного программирования .

Выводы

Компоненты в корпусах DIP обычно имеют от 8 до 40 выводов, также существуют компоненты с меньшим или большим чётным количеством выводов. Большинство компонентов имеет шаг выводов в 0,1 дюйма (2,54 миллиметра ) и расстояние между рядами 0,3 или 0,6 дюйма (7,62 или 15,24 миллиметра ). Стандарты комитета JEDEC также определяют возможные расстояния между рядами: 0,4 и 0,9 дюйма (10,16 и 22,86 миллиметров ) с количеством выводов до 64; некоторые корпуса имеют шаг выводов 0,07 дюйма (1,778 мм )

Выводы нумеруются против часовой стрелки начиная с левого верхнего. Первый вывод определяется с помощью «ключа» - выемки на краю корпуса, или точки в виде углубления. Когда микросхема расположена маркировкой к наблюдателю и ключом вверх, первый вывод будет сверху и слева. Счёт идёт вниз по левой стороне корпуса и продолжается вверх по правой стороне. При нумерации выводов не следует ориентироваться только на маркировку или гравировку так как нередко она может быть перевернута. Приоритет при определении нумерации выводов следует отдавать «ключу».

В настоящее время по всему миру выпускается невероятное количество микросхем со всевозможными функциями. Насчитывается десятки тысяч различных микросхем от десятков производителей. Но очевидно, что требуется определенная стандартизация корпусов микросхем для того, чтобы разработчики могли удобно их применять для изготовления печатных плат, устанавливаемых в конечных электронных устройствах (телевизоры, магнитофоны, компьютеры и т. д.). Поэтому со временем сформировались формфакторы микросхем, под которые подстраиваются все мировые производители. Все их описать проблематично, да в этом и нет необходимости, поскольку некоторые из них предназначены для специфических задач, с которыми вы можете никогда не столкнуться.

Поэтому ниже приведены только самые распространенные и популярные из известных типов корпусов, которые вы можете встретить в магазинах и использовать в своих проектах.

1 . Тип корпуса DIP

Аббревиатура DIP расшифровывается как Dual In-line Package, что в переводе означает «пакет из двух линий» Данный тип имеет прямоугольную форму с двумя рядами контактов (ножек), направленных вниз по длинным сторонам корпуса.
Появился такой корпус в 1965 году и стал стандартом для одних из первых промышленно выпускаемых микросхем. Наибольшей популярностью в электронной промышленности пользовался в 1970-х и 1980-х годах. Корпус хорошо подходит для автоматизированной сборки и для установки в макетную плату.

Расстояние между осями соседних ножек по одной стороне - 2,54 мм, что соответствует шагу контактов макетной платы. Поэтому в конструкторах «Эвольвектор» используется именно этот тип микросхем. К настоящему моменту он считается устаревшим. В промышленности для изготовления печатных плат его постепенно вытеснили корпуса, предназначенные для поверхностного монтажа, - например типы PLCC и SOIC.

2. Тип корпуса SOIC

SOIC - расшифровывается как Small-Outline Integrated Circuit — интегральная схема с малым внешним контуром. Микросхемы с таким типом корпуса предназначены только для поверхностного монтажа на печатную плату и обладают действительно гораздо меньшими размерами по сравнению с типом корпуса DIP. Корпус такого типа имеет форму прямоугольника с двумя рядами выводов по длинным сторонам. Расстояние между ножками составляет 1,27 мм, высота корпуса в 3 раза меньше, чем у корпуса DIP и не превышает 1,75 мм. Микросхемы в корпусе SOIC занимают на 30-50 % меньше площади печатной платы, чем их аналоги в корпусе DIP, благодаря чему имеют широкое распространение и в настоящее время. На концах ножек есть загибы для удобного припаивания к поверхности платы. Установка такого типа микросхем в макетную плату для быстрого прототипирования устройств невозможна.

Обычно нумерация выводов одинаковых микросхем в корпусах DIP и SOIC совпадает. Для обозначения данного типа микросхем может использоваться не только сокращение SOIC, но и буквы SO с указанием после них числа выводов. Например, если микросхема имеет 16 выводов, то может обозначаться SOIC-16 или SO-16.

Корпуса могут иметь различную ширину. Самые распространенные размеры 0,15; 0,208 и 0,3 дюйма. Возможно использование данных микросхем в дополнительных наборах «Эвольвектор» для изучения пайки.

3. Тип корпуса PLCC

PLCC - расшифровывает как Plastic Leaded Chip Carrier -пластиковый освинцованный держатель чипа. Тип представляет собой квадратный корпус с расположенными по четырем сторонам контактами. Расстояние между контактами - 1,27 мм. Такой корпус предназначен для установки в специальную панель. Как и DIP корпус, в настоящее время распространен не очень широко. Может использоваться для производства микросхем флэш-памяти, используемых в качестве микросхем BIOS на системных платах в персональных компьютерах или других вычислительных системах.

4. Тип корпуса TO-92

ТО-92 - расшифровывается как Transistor Outline Package, Case Style 92 — как корпус для транзисторов с модификацией под цифровым обозначением 92. Как следует из названия, этот тип корпуса применяется для транзисторов. В нем изготавливаются маломощные транзисторы и другие электронные полупроводниковые компоненты с тремя выводами, в том числе и простые микросхемы, такие как интегральный стабилизатор напряжения. Корпус имеет малый размер, в чем можно убедиться, взяв в руки биполярный транзистор из конструктора «Эвольвектор» . Фактически корпус — это две склеенные между собой пластиковые половинки, между которыми заключен полупроводниковый компонент на пленке. С одной стороны корпуса есть плоская часть, на которую наносится маркировка.

Из корпуса выходят три вывода (ножки), расстояние между которыми может составлять от 1,15 до 1,39 мм. Компоненты, произведенные в таком корпусе, могут пропускать через себя ток до 5 А и напряжения до 600 В, но из-за малого размера и отсутствия теплорассеивающего элемента рассчитаны на незначительную мощность до 0,6 Вт.

5. Тип корпуса ТО-220

Данный тип корпуса является родственником ТО-92. Отличие заключается в дизайне, ориентированном на компоненты и микросхемы более высокой мощности, чем предусматривает формфактор ТО-92. Корпус ТО-220 также предназначен для транзисторов, интегральных стабилизаторов напряжения или выпрямителей. Корпус ТО-220 рассчитан уже на мощность до 50 Вт благодаря наличию металлической теплоотводящей пластины (называется основанием), к которой припаивается кристалл полупроводникового прибора, выводы и герметичный пластиковый корпус.

Обычный «транзисторный» ТО-220 имеет три вывода, однако бывают и модификации с двумя, четырьмя, пятью и бОльшим количеством выводов. Расстояние между осями выводов составляет 2,54 мм. В основании имеется отверстие ∅4,2 мм для крепления дополнительных охлаждающих радиаторов. В силу улучшенных теплоотводящих свойств электронные компоненты в данном корпусе могут пропускать через себя токи до 70 А.

6. Тип корпуса TSSOP

Аббревиатура TSSOP расшифровывается как Thin Scale Small-Outline Package — тонкий малогабаритный корпус. Такой тип корпуса используется исключительно для поверхностного монтажа на печатные платы. Обладает совсем маленькой толщиной, не более 1,1 мм, и очень маленьким расстоянием между выводами микросхемы — 0,65 мм.

Данные корпуса применяются для изготовления микросхем оперативной памяти персональных компьютеров, а также для чипов флеш-памяти. Несмотря на свою компактность, во многих современных устройствах вытеснены более компактными корпусами типа BGA по причине постоянного повышения требований к плотности расположения компонентов.

7. Тип корпуса QFP

Аббревиатура QFP расшифровывается как Quad Flat Package — квадратный плоский корпус. Класс корпусов микросхем QFP представляет собой семейство корпусов, имеющих планарные выводы, которые равномерно расположены по всем четырём сторонам. Микросхемы в таких корпусах предназначены только для поверхностного монтажа. Это самый популярный на сегодняшний день тип корпуса для производства различных чипсетов, микроконтроллеров и процессоров. В этом вы сможете убедиться, когда перейдете ко 2-му и 3-му уровню конструкторов «Эвольвектор» . Контроллеры и одноплатные компьютеры указанных конструкторов оснащены процессорами и микроконтроллерами как раз в таких корпусах.

У класса QFP существует множество подклассов:

. BQFP : от англ. Bumpered Quad Flat Package
. CQFP : от англ. Ceramic Quad Flat Package
. HQFP : от англ. Heat sinked Quad Flat Package
. LQFP : от англ. Low Profile Quad Flat Package
. SQFP : от англ. Small Quad Flat Package
. TQFP : от англ. Thin Quad Flat Package
. VQFP : от англ. Very small Quad Flat Package

Но независимо от подкласса принцип «квадратности» и равномерного распределения контактов сохраняется. Отличаются разновидности только материалом, способностью к теплоотведению и конфигурацией корпуса, а также размерами и расстоянием между выходами. Оно составляет от 0,4 до 1,0 мм. Количество выводов у микросхем в корпусе QFP обычно не превышает 200.

Корпус интегральной микросхемы (ИМС) - это герметичная конструкции, предназначенная для защиты кристалла интегральной схемы от внешних воздействий и для электрического соединения с внешними цепями. Длина корпуса микросхем зависит от числа выводов. Давайте рассмотрим некоторые типы корпусов, которые наиболее часто применяются радиолюбителями.

DIP (Dual In-line Package) - тип корпуса микросхем, микросборок и некоторых других электронных компонентов для монтажа в отверстия печатной платы, является самым распространенным типом корпусов. Имеет прямоугольную форму с двумя рядами выводов по длинным сторонам. Может быть выполнен из пластика или керамики. В обозначении корпуса указывается число выводов. В корпусе DIP могут выпускаться различные полупроводниковые или пассивные компоненты - микросхемы, сборки диодов, ТТЛ-логика, генераторы, усилители, ОУ и прочие… Компоненты в корпусах DIP обычно имеют от 4 до 40 выводов, возможно есть и больше. Большинство компонентов имеет шаг выводов 2.54 миллиметра и расстояние между рядами 7.62 или 15.24 миллиметра.

Одной из разновидностью корпуса DIP является корпус QDIP на таком корпусе 12 выводов и обычно имеются лепестки для крепления микросхемы на радиатор, вспомните микросхему К174УН7.

Разновидностью DIP является PDIP – (Plastic Dual In- line Package) – корпус имеет форму прямоугольника, снабжен выводами, предназначенными преимущественно для монтажа в отверстия. Существуют две разновидности корпуса: узкая, с расстоянием между выводами 7.62 мм и широкая, с расстоянием между выводами 15.24 мм. Различий между DIP и PDIP в плане корпуса нет, PDIP обычно изготавливается из пластика, CDIP - из керамики. Если у микросхемы много выводов, например 28 и более, то корпус может быть широким.

SIP (Single In-line Package) – плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы, с одним рядом выводов по длинной стороне. Обычно в обозначении также указывается число выводов. Нумерация выводов данных типов микросхем начинается слева, если смотреть на маркировку спереди.

ТО92 – распространённый тип корпуса для маломощных транзисторов и других полупроводниковых приборов с двумя или тремя выводами, в том числе и микросхем, например интегральных стабилизаторов напряжения. В СССР данный тип корпуса носил обозначение КТ-26.

TO220 - тип корпуса для транзисторов, выпрямителей, интегральных стабилизаторов напряжения и других полупроводниковых приборов малой и средней мощности. Нумерация выводов для разных элементов может отличаться, у транзисторов одно обозначение, у стабилизаторов напряжения другое…

PENTAWATT – Содержит 5 выводов, в таких корпусах выпускаются, например усилители НЧ (TDA2030, 2050…), или стабилизаторы напряжения.

DPAK - (TO-252, КТ-89) корпус для размещения полупроводниковых устройств. D2PAK аналогичен корпусу DPAK, но больше по размеру; в основном эквивалент TO220 для SMD-монтажа, бывают трёх, пяти, шести, семи или восьмивыводные.

SO (Small Outline) пластиковый корпус малого размера. Корпус имеет форму прямоугольника, снабжен выводами, предназначенными для монтажа на поверхность. Существуют две разновидности корпуса: узкая, с шириной корпуса 3.9 мм (0.15 дюйма) и широкая, с шириной корпуса 7.5 мм (0.3 дюйма).

SOIC (Small-Outline Integrated Circuit) - предназначен для поверхностного монтажа, по сути это то же, что и SO. Имеет форму прямоугольника с двумя рядами выводов по длинным сторонам. Как правило, нумерация выводов одинаковых микросхем в корпусах DIP и SOIC совпадает. Помимо сокращения SOIC для обозначения корпусов этого типа могут использоваться буквы SO, а также SOP (Small-Outline Package) и число выводов. Такие корпуса могут иметь различную ширину. Обычно обозначаются как SOxx-150, SOxx-208 и SOxx-300 или пишут SOIC-xx и указывают какому чертежу он соответствует. Данный тип корпусов схож с QSOP.

Также существует версия корпуса с загнутыми под корпус (в виде буквы J) выводами. Такой тип корпуса обозначается как SOJ (Small-Outline J-leaded).

QFP (Quad Flat Package) - семейство корпусов микросхем, имеющих планарные выводы, расположенные по всем четырём сторонам. Форма основания микросхемы - прямоугольная, а зачастую используется квадрат. Корпуса обычно различаются только числом выводов, шагом, размерами и используемыми материалами. BQFP отличается расширениями основания по углам микросхемы, предназначенными для защиты выводов от механических повреждений до запайки.

В это семейство входят корпуса TQFP (Thin QFP) , QFP, LQFP (Low-profile QFP) . Микросхемы в таких корпусах предназначены только для поверхностного монтажа; установка в разъём или монтаж в отверстия штатно не предусмотрена, хотя переходные коммутационные устройства существуют. Количество выводов QFP микросхем обычно не превышает 200, с шагом от 0,4 до 1,0 мм. Габаритные размеры корпусов и расстояние между выводами можно посмотреть .

QFN (Quad-flat no-leads) – у таких корпусов, так же как и у корпусов SOJ, вывода загнуты под корпус. Габаритные размеры и расстояние между выводами корпусов QFN можно посмотреть . Данный корпус схож с типом корпусов MLF, у них вывода расположены по периметрии и снизу.

TSOP (Thin Small-Outline Package) – данные корпуса очень тонкие, низкопрофильные, являются разновидностью SOP микросхем. Применяются в модулях оперативной памяти DRAM и для чипов флеш-памяти, особенно для упаковки низковольтных микросхем из-за их малого объёма и большого количества штырьков (контактов). В более современных модулях памяти такие корпуса уже не применяются, их заменили корпуса типа BGA. Обычно различают два типа корпусов, они представлены ниже на фото.

PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) и СLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) - представляют собой квадратный корпус с расположенными по краям контактами, предназначенный для установки в специальную панель (часто называемую «кроваткой»). В настоящее время широкое распространение получили микросхемы флэш-памяти в корпусе PLCC, используемые в качестве микросхемы BIOS на системных платах. Габаритные размеры корпусов и расстояние между выводами можно посмотреть .

ZIP (Zigzag-In-line Package) - плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы со штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно. Бывают ZIP12, ZIP16, ZIP17, ZIP19, ZIP20, ZIP24, ZIP40 цифры означают количество выводов и тип корпуса, кроме этого они различаются габаритами корпусов, а так же расстоянием между выводами. Габаритные размеры корпусов и расстояние между выводами можно посмотреть .