Duální inline balíček (DIP): Přehled
Ve světě elektroniky je velmi důležité, jak balíme a připojujeme malé počítačové čipy, nazývané integrované obvody (ICS).Jedním typem balení, který se používá po dlouhou dobu, je duální inline balíček nebo zkrátka ponořte.Tento typ balení má dva řady kovových kolíků, které usnadňují připojení čipu k jiným částem.Dip balíčky se snadno používají a spolehlivé, proto jsou populární již mnoho let.V tomto článku se podíváme na to, co je dip obaly, různé typy poklesu, jejich historie, jak jsou vyrobeny a jak se srovnávají s novějšími typy balení, jako je SOIC.Ať už jste zkušeným inženýrem elektroniky nebo jen zvědaví na to, jak elektronika funguje, porozumění balení dip je velmi užitečné.
Katalog
Obrázek 1: Duální inline balíček (dip)
Co je to duální inline balíček?
Duální inline balíček (DIP) je typ balení integrovaného obvodu (IC), který má po stranách obdélníkového pouzdra dva řady kovových kolíků.Tyto kolíky spojují IC k desce obvodu, buď pájení přímo na desku s obvodem (PCB), nebo vložením do zásuvky pro snadné odstranění.Balíčky DIP jsou široce používány pro různé elektronické komponenty, včetně ICS, přepínačů, LED, displejů se sedmi segmenty, displeje sloupcového grafu a relé.Jejich design usnadňuje montáž a zajišťuje spolehlivá připojení.Struktura se skládá z obdélníkového pouzdra čipu se dvěma řadami rovnoměrně rozložených kolíků, což zjednodušuje návrh a rozvržení PCB.Toto nastavení umožňuje zabezpečené připojení při namontování na PCB.
Balení Dip nabízí výhody, jako je snadnost pájení a montáže, vhodné pro manuální i automatizované procesy.Poskytuje dobrý rozptyl tepla, což je důležité pro udržení výkonu a životnosti elektronických součástí.Duální uspořádání in-line umožňuje snadnou výměnu komponent bez poškození okolních obvodů, díky čemuž jsou balíčky pro prototypování a časté výměny komponenty ideální.Přestože do značné míry nahrazena technologií povrchové montáže (SMT) v moderní elektronice, DIP zůstává cenný pro jeho trvanlivost, snadnou manipulaci a přímou sestavu.Konzistentní uspořádání PIN a silný návrh dip balíků nadále podporuje jejich použití v různých elektronických aplikacích.
Typy duálních inline balíčků
Technologie duálního inline balíčku (DIP) zahrnuje několik typů, z nichž každá má speciální funkce a použití.Tyto typy jsou vyrobeny tak, aby vyhovovaly různým potřebám a dobře fungovaly v různých situacích.
Keramický dip (CDIP)
Obrázek 2: keramický keramický pokles
Keramické poklesy jsou známé svým vynikajícím elektrickým výkonem a silnou odolností vůči teplu, vlhkosti a šoku.Keramický materiál snižuje rušení elektrických signálů, takže CDIP jsou skvělé pro vysokofrekvenční použití.Houbost keramiky také činí tyto balíčky velmi odolné a dobré pro tvrdé prostředí s extrémními teplotami a vlhkostí.
Plastic Dip (PDIP)
Obrázek 3: Plastové poklesy
Plastové poklesy mají dva paralelní řady kolíků, které poskytují stabilní spojení s integrovaným obvodem (IC).Plastový materiál nabízí dobrou izolaci, chrání IC před vnějšími faktory a zabraňuje elektrickým šortkám.PDIP jsou široce používány v spotřební elektronice, protože jsou nákladově efektivní a poskytují dostatečnou ochranu pro většinu použití.
Shrink Plastic Dip (SPDIP)
Obrázek 4: Zmenší se plastové poklesy
Shrink plastové poklesy jsou navrženy tak, aby ušetřily místo na deskách obvodů tím, že mají menší olověnou rozteč 0,07 palce (1,778 mm).Toto menší hřiště umožňuje hustší uspořádání dílů na desce, což činí SPDIP velmi užitečné v malých elektronických zařízeních, kde je prostor omezený.Navzdory menší velikosti si SPDIPS udržuje sílu elektrických spojení a ochranných vlastností plastových poklesu.
Skinny Dip (SDIP)
Obrázek 5: Skinny Dips
Skinny Dips jsou pozoruhodné pro jejich menší šířku 7,62 mm a vzdálenost ve středu 2,54 mm.Tato menší velikost je užitečná v aplikacích, které potřebují úzký balíček, který se vejde do těsných prostorů na desce obvodu.Konzistentní mezera pinů zajišťuje, že je lze snadno použít se standardními technikami montáže pro přes otvory, které se přizpůsobují existujícím návrhům, aniž by to bylo nutné speciální změny.
Každý typ balíčku DIP je navržen tak, aby vyhovoval specifickým potřebám, od mimořádně trvalého v tvrdých prostředích až po úsporu prostoru v malých zařízeních.Pochopením jedinečných funkcí a použití každého typu dip si mohou návrháři vybrat nejlepší balení pro své integrované obvody, což zajišťuje, že dobře fungují a vydrží dlouho ve svých elektronických systémech.
Vývoj balíčku Dip
Duální inline balíček (DIP) byl vytvořen Bryant Buck Rogers z Fairchild Semiconductor v roce 1964. Zavedl obdélníkové pouzdro se dvěma řadami kolíků a změnil to, jak integrované obvody (ICS) připojené k desek obvodů.První pokles měl 14 kolíků, design se dodnes používal.
Obdélníkový tvar DIP umožňuje namontovat více komponent na desce obvodu, takže je ideální pro vývoj menších a složitějších zařízení.Jeho dvě řady kolíků usnadňují spojení s PCB spolehlivější a snazší.
Balení dip bylo ideální pro automatizovanou sestavu, což umožnilo namontovat a pájeno mnoho ICS najednou pomocí vlnového pájení.To zkrátilo čas a práci.Rovněž vyhovoval automatizovanému testování a zajistil vysokou spolehlivost a kontrolu kvality.
Vynález DIP zefektivňoval výrobu a umožnil rozvoj pokročilých elektronických zařízení, ovlivňoval budoucí inovace balení a vedl k miniaturizaci integrovaných obvodů.
V 70. a 80. letech byl DIP hlavním balením pro mikroelektroniku kvůli jeho jednoduchosti a montáži pro přes otvory.Potřeba menších, efektivnějších komponent a vyšší hustoty vedla k rozvoji technologie povrchové montáže (SMT) v 21. století.Balíčky SMT, jako jsou PLCC a SOIC, se namontovaly přímo na povrchy PCB, což umožňuje kompaktní, lehké vzory bez vrtných otvorů.
SMT poskytla lepší výkon kvůli kratším délkám olova, ale představoval výzvy pro manuální manipulaci a pájení.Byly vytvořeny adaptéry pro použití komponent SMT v nastavení DIP, které kombinují kompaktnost s snadným použitím.
Komponenty DIP byly kdysi populární pro programovatelné díly kvůli snadnému programování prostřednictvím externího vybavení.Technologie in-line programování (ISP) však snížila potřebu snadného programování DIP.Průmysl se přesunul na SMT, který podporuje ISP a nabízí mnoho výhod.
V 90. letech začala SMT nahrazovat dip, zejména pro komponenty více než 20 kolíky.Komponenty SMT jsou menší, lehčí a lepší pro návrhy s vysokou hustotou, což umožňuje efektivní automatizovanou sestavu.Tento trend pokračoval do 21. století, s novými složkami navrženými hlavně pro SMT.
Popisové balíčky se staly méně běžnými díky jejich objemné velikosti a větší stopě.Jsou méně přitažlivé pro moderní, kosmické efektivní aplikace a mají mechanické a tepelné slabosti.Stále se však používají pro prototypování a vzdělávací účely kvůli jejich snadnému manipulaci a používání v chlébkách.Posun na SMT odráží přechod odvětví směrem k pokročilejším, kompaktnějším a efektivnějším návrhům.
Struktura ponoru
Obrázek 6: Struktura Dip (Dual Inline Package)
Dip (duální inline balíček) má několik důležitých částí:
Leadframe
Leadframe je tenký kovový rám, který drží křemíkovou matrici a spojuje jej s vnějším světem.Obvykle vyrobeno z mědi nebo slitiny mědi, je volnový rám vybírán, protože vede elektřinu dobře a je silný.Má mnoho kovových kolíků, které se připojí k desce obvodu.Tyto kolíky se ujistí, že elektrické signály se mohou snadno pohybovat mezi křemíkovým zemí a vnějšími obvody.
Balíček substrát
Substrát balíčku je tenký kus izolačního materiálu, který podporuje a odděluje leadframe a křemík.Vyrobeno z materiálů, jako je epoxidová pryskyřice nebo plast, je substrát vybrán pro své izolační vlastnosti a trvanlivost.Zajišťuje to, že elektrická připojení jsou stabilní a oddělené, což zabraňuje zkratu a dalším elektrickým problémům.
Křemík umírá
Nejdůležitější částí balíčku DIP je Silicon Die, která obsahuje elektronické obvody, díky nimž IC funguje.Tato matrice je malý kus křemíku, pečlivě vytvořený a ošetřený různými prvky, aby vytvořil tranzistory, diody, rezistory a další části používané při operaci IC.Silikonová matrice je obvykle připojena k olověnému rámu s použitím lepidla a poskytuje stabilitu a dobré vedení tepla.
Zlaté dráty
K propojení křemíkového die s vodicímu rámu se používají zlaté dráty.Tyto tenké zlaté dráty jsou připevněny k kontaktním bodům na křemíkovou matrici a shodovacích bodech na olověném rámu.Zlato se používá, protože dobře vede elektřinu a nerezil a zajišťuje spolehlivá elektrická připojení po celý život zařízení.Proces drátu je velmi důležitý, protože vytváří cesty, kterými elektrické signály cestují mezi křemíkovým zemí a vnějším světem.
Polymer Overmold
Polymer Overmold je ochranný povlak, který zakrývá volno, balíček substrátu, křemíkovou matrici a zlaté dráty.Tento overmold je obvykle vyroben z epoxidové nebo plastové sloučeniny, zvolených pro své ochranné vlastnosti.Overmold poskytuje mechanickou ochranu, chrání jemné vnitřní komponenty před fyzickým poškozením a faktory prostředí, jako je vlhkost a prach.Pomáhá také zabránit kontaminantům, které by mohly ovlivnit výkon IC.
Výhody a nevýhody duálního inline balíčku
Pros
Jednou z hlavních výhod duálního inline balíčku (DIP) je jeho jednoduchost a nízké náklady.Základní design dip balíků je usnadňuje, což pomáhá udržovat nízké náklady na výrobu.Tato jednoduchost se také rozšiřuje na proces montáže, protože komponenty DIP dobře fungují s technikami montáže pro přes otvory.Tento proces zahrnuje umístění komponenty vede do otvorů na desce potištěného obvodu (PCB) a jejich pájení na místo.Tato metoda funguje dobře jak pro manuální, tak pro automatizované montážní linky, takže DIP je ideální pro rozsáhlou výrobu.
Další užitečnou funkcí balíčků DIP je jejich dobré řízení tepla.Konstrukce skrz otvor umožňuje teplu produkované komponentou efektivněji se rozprostírat do PCB, což pomáhá udržovat obvod spolehlivý a dlouhodobý.Rovněž se komponenty ponoření snadno nahradí bez poškození blízkých částí.To je zvláště užitečné pro prototypování a testování, kde může být nutné často vyměnit komponenty.
Nevýhody
Navzdory těmto výhodám existují určité nevýhody pro používání balíčků DIP.Jednou z hlavních nevýhod je množství prostoru, který zabírají na desce obvodu.Ve srovnání s balíčky s technologií povrchových montáží (SMT) jsou komponenty DIP větší a na PCB zaujímají více prostoru.Díky tomu jsou méně vhodné pro aplikace, kde je prostor omezený, nebo kde se musí do malé oblasti hodit vysoký počet komponent.
Balíčky DIP také nejsou nejlepší volbou pro aplikace s vysokou hustotou kvůli jejich omezenému rozestupu kolíků.Standardní vzdálenost 0,1 palce (2,54 mm) mezi kolíky omezuje počet spojení, které lze provést v dané oblasti.To může být hlavní problém pro složité obvody, které vyžadují mnoho spojení v malém prostoru.
Kolíky ponoření
Obrázek 7: Pins 40-pinového ponoření (duální in-line balíček)
Díly DIP mají standardní velikosti, které se řídí pravidly JEDEC.Prostor mezi dvěma kolíky (nazývanými hřiště) je 0,1 palce (2,54 mm).Prostor mezi dvěma řadami kolíků závisí na tom, kolik kolíků je v balíčku.Běžné rozestupy řady jsou 0,3 palce (7,62 mm) nebo 0,6 palce (15,24 mm).Počet kolíků v balíčku DIP je vždy sudé číslo, v rozmezí od 8 do 64 let.
Elektrické vlastnosti komponent DIP
Komponenty s duálním inline (DIP) mají určité elektrické rysy, které ovlivňují to, jak dobře fungují a jak dlouho vydrží.
• Elektrická životnost: Tyto části jsou testovány na 2000 on-off cyklů při 24 voltech DC a 25 miliamů.Tento test zajišťuje, že jsou v průběhu času silní a spolehliví.
• Hodnocený proud: Pro spínače používané méně často mohou zvládnout až 100 miliamů s napětím 50 voltů DC.Pro spínače používané častěji zvládnou 25 miliamů s napětím 24 voltů DC.
• Odolnost proti kontaktu: Když je nový, kontaktní odpor by neměl být více než 50 miliohm.Po testování by nemělo jít přes 100 miliohms.To měří, kolik odporu je na kontaktních bodech.
• Odolnost proti izolaci: To by mělo být nejméně 100 megohmů při 500 voltech DC.Tento vysoký odpor zabraňuje nežádoucímu proudu mezi různými částmi.
• Vydrží napětí: Tyto komponenty zvládnou až 500 voltů AC po dobu jedné minuty.To znamená, že mohou přežít náhlé zvýšení napětí bez selhání.
• Inter-elektrodová kapacita: To by nemělo být více než 5 picofaradů.Nízká kapacitance pomáhá snižovat rušení a udržuje signály jasné, zejména při vysokofrekvenčním využití.
• Konfigurace obvodu: Komponenty DIP jsou dodávány v různých typech, jako jsou jednopólové, jednokomorové (SPST) a dvojitý pól, dvojitý hod (DPDT).To poskytuje více možností pro kontrolu obvodů v různých vzorcích.
Dip vs soic
Obrázek 8: Dip (duální in-line balíček) a SOIC (malý obrysový integrovaný obvod)
Duální in-line balíček (DIP) a malý obrysový integrovaný obvod (SOIC) jsou dva běžné typy balení pro integrované obvody (ICS).Každý typ má různé funkce, díky nimž je vhodné pro určitá použití, a vědění těchto rozdílů pomáhá při výběru správného balíčku pro elektronický design.
Dip, nebo duální in-line balíček, má dvě řady kovových kolíků sahajících z každé strany pravoúhlého plastu nebo keramického těla.Tyto kolíky mohou být připájeny přímo na desku s plošným obvodem (PCB) skrz vrtané otvory nebo vloženy do zásuvky.Konstrukce DIP je ideální pro montáž skrz otvory, která zahrnuje umístění komponenty vede do děr vyvrtaných do PCB a pájení na druhou stranu.Tato metoda poskytuje silná připojení a je dobrá pro aplikace, které vyžadují odolná a robustní připojení.
Naproti tomu SOIC nebo malý obrysový integrovaný obvod je navržen pro technologii povrchových montáží (SMT).SOIC balíčky jsou menší a lehčí než dip, s kratšími vodiči, které spojují IC k PCB.Tyto vodiče, nazývané vodiče racku, se táhnou ze stran balíčku a ohýbají se dolů, což umožňuje IC sedět na povrchu PCB.Proces SMT zahrnuje umístění komponent na povrch PCB a jejich pájení přímo na desku, což eliminuje potřebu vrtných otvorů a snížení složitosti a nákladů na výrobu.
Jednou z hlavních výhod SOIIC balíčků je jejich kompaktní velikost.Menší stopa SOICS umožňuje více komponent na PCB, což je velmi užitečné v moderních elektronických zařízeních, kde je prostor omezený.Kratší vedení v SOIC balíčcích také zlepšují elektrický výkon snížením nežádoucí indukčnost a kapacitance, což může ovlivnit kvalitu a rychlost signálu.
Dip balíčky, i když větší a objemnější, nabízejí výhody, díky nimž jsou v určitých situacích výhodnější.Obecně se s nimi snadněji manipulují a pracují s nimi během shromáždění, což je způsobuje, že jsou vhodné pro prototypování a vzdělávací účely, kde by komponenty mohly být často vloženy a odstraněny.Metoda montáže pro přes díru používaná s poklesy také poskytuje větší mechanickou stabilitu, která je užitečná v aplikacích vystavených fyzickému stresu nebo vibracím.
Náklady jsou dalším hlavním faktorem při porovnání balíčků DIP a SOIC.Popisové balíčky jsou obvykle levnější produkovat, což z nich činí nákladově efektivní volbu pro jednoduché obvody s nízkou hustotou.Nákladová výhoda však může snížit produkci s vysokým objemem, kde výhody automatizované sestavy SMT a snížené požadavky na prostor PCB v balíčcích SOIC mohou vést k nižším celkovým nákladům.
Tato tabulka zdůrazňuje hlavní rozdíly mezi balíčky DIP a SOIC:
|
Funkce |
Ponořit |
Soic |
|
Kolík Počítat |
Až 64 kolíků |
Až 48 kolíků |
|
Pitch |
0,1 palce (2,54 mm) |
0,5 mm až 1,27 mm |
|
Velikost |
Větší než soic |
Menší než dip |
|
Montáž přes otvory |
Ano |
Žádný |
|
Montáž povrchu |
Žádný |
Ano |
|
Počet olova |
Dokonce |
Dokonce nebo liché |
|
Pozice olova |
Inline |
Gull-Wing a J-Lead |
|
Elektrický výkon |
Dobrý |
Lepší než ponoření |
|
Náklady |
Nižší než SOIC |
Vyšší než dip |
Závěr
Duální inline balíček (DIP) je po dlouhou dobu hlavní součástí elektronického průmyslu a nabízí spolehlivý a jednoduchý způsob, jak propojit čipy s jinými komponenty.Přestože se nyní používají novější metody balení, jako je technologie povrchu montáž (SMT), DIP je stále užitečný, zejména pro testování a učení o elektronice.Když se podíváme na různé typy poklesu, jejich historie, jak jsou vyrobeny, a jejich porovnáním se SOIC, můžeme vidět, proč je balení dip stále cenné.Jak se elektronika stále zlepšuje, základní koncepty balení dip stále pomáhají při navrhování nových elektronických zařízení, což ukazuje, jak je tato technologie užitečná.
Často kladené otázky [FAQ]
1. K čemu se používá duální inline balíček?
K držení integrovaných obvodů (ICS) se používá duální inline balíček (DIP) a propojuje je k desce tištěného obvodu (PCB).Dva řádky kolíků usnadňují připevnění a pájení IC na PCB nebo jej vložte do zásuvky.Balíčky DIP se běžně používají při testování nových návrhů, vzdělávacích souprav a různých elektronických zařízení, protože jsou jednoduchá a spolehlivá.
2. Co je 14 pin duální in-line ic balíček?
14pinový duální inline balíček (DIP) je typ balíčku IC se 14 kovovými kolíky uspořádanými ve dvou paralelních řádcích.Každý řádek má sedm kolíků, což je dobré pro obvody se středně komplexností.Tento typ balíčku se často používá pro základní logické čipy, operační zesilovače a další IC, které nepotřebují mnoho spojení, ale stále provádějí užitečné úkoly.
3. Co je LED dip nebo duální balíček in-line?
LED v duálním inline balíčku (Dip) je dioda emitující světla, která je dodávána v ponorném pouzdře.Má dva řady kovových kolíků, které umožňují snadno namontovat na PCB nebo vložit do zásuvky.Díky tomuto obalu je LED odolná a snadno zvládnutelná, díky čemuž jsou LED diody populární v zobrazovacích panelech, indikátorech a dalších použití, které potřebují viditelné světlo.
4. Jaký je rozdíl mezi balíčkem PDIP a Dip?
PDIP znamená plastový duální inline balíček, což je typ ponoření s plastovým pláštěm.Hlavním rozdílem mezi PDIP a standardním ponorem je materiál používaný pro pouzdro.PDIP používá plast, takže je levnější a lehčí ve srovnání s keramikou nebo jinými materiály používanými v některých poklesech.Oba mají stejné rozložení a funkci kolíku, ale liší se v odolnosti vůči pevnosti a teplu.
5. Co je jediný inline vs. duální inline?
Jeden inline balíček (SIP) má jediný řádek kolíků, zatímco duální inline balíček (DIP) má dvě paralelní řady kolíků.SIP se používají, když je potřeba méně připojení, což ušetří prostor na PCB.Dips, se svými dvěma řadami kolíků se používají pro složitější obvody, které potřebují více spojení, nabízejí lepší stabilitu a snadnější montáž.