Embalagem IC:como devemos escolher diferentes tipos de embalagem IC?

O IC é um dos componentes essenciais de quase todas as tecnologias, por isso continuam a sofrer um grande crescimento. Por acaso você está trabalhando na indústria eletrônica? Se sim, então você deve compreender a importância da embalagem IC. Com embalagens IC eficientes, você consegue muito. Você protege seus produtos eletrônicos, como PCBs, contra corrosão ou danos físicos.

Ao ler este artigo, você entenderá mais sobre a importância do IC entre em contato com o despachante. No entanto, a maioria dos fornecedores chineses de PCB fornecerá embalagem. Melhor ainda, você entenderá vários tipos de embalagens de IC e qual delas mais combina com você.

(Um IC em um fundo branco isolado)

1. O que é embalagem IC?

IC é o material que contém um dispositivo semicondutor. Se você abrir sua placa de circuito impresso, você os verá. Por outro lado, a embalagem é uma caixa que envolve o material do circuito para protegê-los, principalmente da corrosão. Também oferece espaço para fácil montagem de contatos eletrônicos em um PCB.

Na fabricação de CIs, a embalagem é essencial, embora venha por último no processo. Portanto, a embalagem IC é o invólucro cujo objetivo é proteger os componentes elétricos contra danos físicos e corrosão. Ele também auxilia na retenção de fios e pinos de contato que conectam um dispositivo de circuitos externos.

2. Quais são os tipos de embalagens IC?

Dois tipos de embalagem IC são principalmente padrão. Eles dependem de sua forma de montagem em uma placa de circuito impresso. Eles são:

2.1 Pacote de montagem através do orifício

O design do pacote de montagem através do orifício é simples. Aqui, você monta os pinos de chumbo em um único lado da placa e solda na outra parte. Eles encontram uso pesado em equipamentos eletrônicos como forma de compensar as limitações de custo e espaço de uma placa. Na montagem através do orifício, encontre os seguintes tipos de pacotes:

Pacote DIP ：

Estes são alguns dos pacotes de IC mais utilizados. Se você estiver interessado o suficiente, notará que os pinos são paralelos entre si. Eles também se estendiam um pouco perpendicularmente e dispostos em algum invólucro de plástico preto. A caixa é retangular na maioria dos casos. Com base no tamanho e na diferença do PIN, os tamanhos dos pacotes variam. Principalmente, os números variam de 4 a 64. Existem vários tipos de Pacotes DIP. No entanto, o pacote em linha duplo moldado (MDIP) e o pacote em linha duplo de plástico (PDIP) são os mais comuns.

Padrão ：

O padrão é outro tipo de pacote de montagem através do orifício. Se você não sabia, Standard é o tipo mais comum e popular de embalagem IC. Muitos montadores de PCBs e da indústria eletrônica contam com esse tipo de embalagem. O espaçamento dos pinos aqui é de 0,1 polegada de distância. O espaço entre as linhas terminais neste tipo de embalagem é de 7,62mm.

Encolher ：

Shrink também é outro pacote popular de montagem de circuito integrado de orifício. Embora os encolhimentos sejam bastante semelhantes aos padrão, o passo do chumbo é de 1,778 mm. Eles são um pouco menores e tendem a empregar embalagens de alta densidade de pinos.

Zigzag (ZIP) em pacote linear ：

A inserção dos pinos neste tipo de embalagem é perpendicular à placa de circuito. O alinhamento dos pinos na embalagem é vertical e tende a ficar próximos uns dos outros. A embalagem linear em ziguezague não era tão popular na indústria eletrônica. O Zigzag entra para a história como uma tecnologia de curta duração que viu principalmente seu uso pesado em chips dinâmicos de RAM. Hoje, nem tantos fabricantes de eletrônicos pensam em usá-lo mais como pacotes IC. A maioria deles conta com DIP Package, Standard e Shrink Packaging.

2.1.1 Embalagem de montagem em superfície

A embalagem de montagem em superfície é a tecnologia que envolve a coleta e colocação de componentes em uma PCB nua. Embora esse processo de fabricação seja bastante rápido, ele pode vir com seus defeitos do outro lado. Podem surgir defeitos devido à miniaturização de componentes, o que é comum neste tipo de tecnologia.

Quando você coloca as peças próximas umas das outras, torna-se impossível detectar defeitos. No entanto, é uma forma de embalagem IC. Os fabricantes podem obter embalagens IC de montagem em superfície de duas maneiras, conforme explicado abaixo:

Embalagem de chumbo em forma de L de tamanho pequeno - Este tipo de embalagem consiste em cabos do tipo asa de gaivota. Essas derivações tendem a sair corretamente em qualquer direção em forma de L do corpo. Os fabricantes podem montá-los facilmente na placa com base em suas formas retangulares simples com bordas horizontais. Esses tipos de pacotes são predominantes em circuitos integrados usados ​​para alimentar memórias flash e RAM.

Matriz de grade de bola (BGA) - Uma matriz de grade de esfera ou BGA, em suma, é um chip que carrega um pacote de montagem em superfície visto principalmente em computadores. Mas ao contrário de outros pacotes de IC onde um perímetro pode se conectar, toda a superfície inferior é facilmente montável em BGA. Com base em conexões de bola mais curtas, você notará que os BGAs oferecem aos ICs algumas das velocidades mais altas. Ball Grid Arrays são outros tipos de pacotes IC que usam moldes de plástico.

2.2 Classificação de pacotes IC por estrutura

Com base na formação, existem várias maneiras de categorizar os pacotes de IC. Existem dois tipos comuns de pacotes IC:tipo de estrutura de chumbo e tipo de substrato. A embalagem de estrutura de chumbo encontra uso pesado em quase todas as embalagens IC. Na embalagem de estrutura de chumbo, a estrutura consiste em uma fina camada de cobre. É importante notar que neste tipo de embalagem, nem sempre um tamanho serve para todos. Mais do que frequentemente, os clientes pedem quadros de leads personalizados. Tudo isso depende do tamanho dos CIs na placa de circuito impresso.

Além do tipo de quadro de chumbo, há o empacotamento do tipo substrato de ICs em uma placa de circuito. Aqui, um substrato de pacote é usado para empacotar os CIs principais. A embalagem do quadro de chumbo IC garante a transmissão de sinais elétricos entre os ICs e a placa de circuito. Esse tipo de embalagem é ideal, pois protege semicondutores caros de instâncias de estresse externo.

Além da estrutura básica de chumbo e da embalagem IC tipo substrato, existem outras que merecem destaque. A seguir estão alguns deles:

Matriz de grade de pinos

Pin grid array é um padrão de empacotamento de circuito integrado que encontra grande aplicabilidade em muitos processadores de segunda a quinta geração. O soquete depende mais deles, com os pacotes de matriz sendo quadrados ou retangulares. A grade de pinos é ideal para processadores que consistem em barramentos de dados de maior largura, pois podem lidar corretamente com as conexões necessárias. Este tipo de embalagem de circuito integrado apresenta algumas vantagens. Por exemplo, há muitos pinos por circuito integrado e mais barato que o BGA.

Embalagem plana quadrada (embalagem de estrutura de chumbo sem chumbo)

Enquanto os CIs existiram, as embalagens com chumbo também existiram. Esse tipo de embalagem é fácil de identificar, pois identifica uma matriz semicondutora com o restante do encapsulamento de molde plástico do IC. Aqui, os fios de metal cercam o perímetro do pacote. Além disso, o nome de embalagem plana quadrada é um dos tipos de embalagem mais usados. A maioria dos fabricantes de PCB usa esse tipo de embalagem IC ao fabricar suas placas.

Quad Flat sem chumbo

Finalmente, mas importante, é a embalagem Quad Flat No-lead IC. É uma embalagem IC minúscula ou em miniatura. Esse tipo de embalagem depende normalmente do tamanho do chip e é mais comum na montagem em superfície. Principalmente, placas de circuito integrado consideráveis ​​dependem desse tipo de embalagem. No entanto, você precisa saber que a tecnologia Surface Mount Device (SMD) se aplica fortemente aqui. A embalagem Quad Flat No-Lead é de baixo custo e ideal para uso em alta frequência. Ainda assim, é relativamente fácil operá-los e muito alto quando se trata de questões relacionadas à confiabilidade.

(Um IC de passagem)

3. Montagem em orifício VS Montagem em superfície

Conforme observado anteriormente, dois tipos de embalagem de IC são comuns:montagem em orifício e montagem em superfície. A seguir estão áreas notáveis ​​de comparação entre os dois.

Tamanho:

A montagem de um pacote através do orifício requer componentes grandes. Se você comparar os tamanhos dos CIs em PCBs com orifícios revestidos e aqueles sob SMT, notará uma grande diferença. O SMT permite tamanhos de PCB menores, o que significa que os CIs aqui são pequenos e compactos, ao contrário do orifício de passagem chapeado.

Se você está preocupado com o tamanho ao empacotar seus ICs, sua melhor escolha é a montagem em superfície sobre o orifício de passagem. Como a montagem em superfície é pequena, isso significa que você também pode economizar espaço.

Densidade do componente ：

montagem em superfície O empacotamento IC resulta em alta densidade de componentes, ao contrário do empacotamento passante. Com a montagem em superfície, é possível encaixar tudo em um espaço muito menor e obter funcionalidade. Esse não é o caso quando se trata de furos passantes, onde os componentes tendem a ser muito grandes.

Por exemplo, vários processadores em linha duplos de 14 ou 16 pinos que medem cerca de 0,80 polegadas x 0,35 polegadas podem caber perfeitamente em uma área de uma polegada quadrada ou menor. Mas, por outro lado, isso seria impossível se fosse uma embalagem com furos passantes.

Correção de erros de montagem:

Em algum momento, os erros são propensos a ocorrer, independentemente do tipo de tecnologia empregada. Quando ocorrem erros, correções ou reparos podem ser necessários. Ao analisar a correção de erros, você pode realizar bastante rápido com pacotes de furos passantes revestidos.

Os componentes são grandes o suficiente para visibilidade e facilidade de reparo. Mas esse nem sempre é o caso do SMT. Como as peças tendem a ser pequenas e próximas umas das outras, a correção de erros torna-se complicada.

Compatibilidade eletromagnética：

A compatibilidade eletromagnética é a capacidade dos componentes eletrônicos funcionarem conforme desejado. Eles devem fazê-lo em seu ambiente eletromagnético.

Há melhor compatibilidade eletromagnética no SMT em comparação com o orifício de passagem. A razão para isso é que o SMT oferece um caminho de retorno mais curto. O caminho de retorno mais rápido ocorre porque os componentes ficam próximos uns dos outros, em oposição ao orifício de passagem.

Custo ：

Com o furo passante, há uma economia significativa de custos, ao contrário do SMT. Por exemplo, a embalagem com furo passante não requer o uso de equipamentos detalhados e caros.

Esse tipo de montagem pode acabar economizando centenas de milhares de dólares para os fabricantes de circuitos. Mas quando se trata de montagem em superfície, os custos de fabricação tendem a ser um pouco mais altos. Por exemplo, os fabricantes precisam utilizar uma máquina pick-and-place, um dos mercados mais caros.

(Um PCB montado na superfície)

4. Material de embalagem do circuito integrado

A embalagem eletrônica é uma das aplicações mais intensivas em materiais ultimamente. Os fabricantes precisam usar vários materiais aqui.

Embalagem IC – Tipos de materiais：

Os tipos de materiais aqui incluem semicondutores, vidros, cerâmicas, compósitos, metais e polímeros. Vidros e cerâmicas funcionam como isolantes ou dielétricos, enquanto os polímeros funcionam como condutores.

Os metais, por outro lado, funcionam como condutores na embalagem. Os compósitos contêm uma mistura de materiais que podem funcionar como condutores elétricos ou aprimoramentos térmicos.

Embalagem IC – O material do remendo：

Você terá que usar para fazer patches caso se encontre em tal situação. Um remendo é um pedaço de tecido que cobre uma abertura indesejável.

Existem muitos materiais de remendo que você pode usar. Durante o empacotamento do IC, você pode usar vários deles. No entanto, parte do material ideal é um material piezoelétrico.

Embalagem IC – Vedante：

Por último, quando se trata de embalagens IC, muitas vezes você pode ouvir falar de um selante. Mas o que são títulos e alguns de seus usos? Assim como o nome diz, um adesivo é um material que as pessoas usam para selar tudo o que desejam fechar. A principal função dos selantes é garantir que os dispositivos de vedação sejam estanques à água ou ao ar.

Durante a embalagem do IC, os selantes são necessários, pois garantem que a água ou o ar não danifiquem o resto do IC. Por essas razões, os títulos são obrigatórios. O selante de silicone vem como um dos tipos ideais de adesivos para usar. Eles são duradouros e perfeitos para proteger todo o pacote de casos de corrosão.

(materiais de embalagem IC)

5. Método de montagem da embalagem IC

O conjunto do IC conecta eletronicamente as almofadas de ligação de saída e entrada encontradas no IC às almofadas de ligação correspondentes na embalagem. No nosso caso, a caixa é uma placa de circuito impresso em nível de sistema. Existem vários tipos de embalagens IC que os fabricantes usam. Alguns dos mais comuns incluem o seguinte:

Embalagem IC-Pacote duplo em linha ：

Um pacote Dual-in-line ou apenas DIP, em suma, é um dos métodos de montagem mais comuns de embalagens IC. Um pacote em linha duplo é um pacote de dispositivo eletrônico que consiste em uma caixa retangular. Possui duas fileiras paralelas adjacentes de pinos de conexão elétrica.

Observe que a caixa pode ser montada na placa de circuito impresso ou apenas inserida em um soquete. Se você estiver interessado o suficiente, perceberá que a maioria das pessoas indica DIP para DIPn . Aqui, n refere-se ao número total de pinos. Por exemplo, um pacote de microcircuito com duas linhas consistindo de oito condutores verticais seria um DIP18.

Embalagem IC–Pacote de esboço pequeno  ：

Um pacote de contorno pequeno é outro método de montagem de embalagem de IC que os fabricantes usam para obter embalagens de IC, especialmente se forem pequenas. O pacote de contorno pequeno é ligeiramente mais estreito e mais curto que os DIPs. O passo lateral é de 6 mm, enquanto a largura do corpo é de 3,9 mm. No entanto, você precisa estar ciente de que as dimensões diferem dependendo do pacote em questão.

Embalagem IC – Matriz de grade de esferas  ：

As matrizes de grade Ball usam vários conjuntos para fornecer pacotes de 250 a 1089 entradas e saídas. É também um dos métodos de montagem de IC mais comuns.

Embalagem IC – Pacote Quad Flat ：

O Quad Flat Package é um método de montagem de IC que muitos fabricantes usam. A razão para seu uso pesado é que ele permite por um grande motivo.

Ele permite que os CIs SMD que consistem em altas interconexões sejam fáceis de usar em circuitos eletrônicos. Os circuitos integrados Quad flat pack estão em vários formatos com pinos que variam em número.

(Uma embalagem IC dupla em linha)

6. Como devemos escolher o tipo de embalagem IC?

Antes de prosseguir, é preciso ressaltar a importância de uma boa embalagem. Os circuitos integrados devem permanecer em um pacote para garantir o manuseio e a montagem suaves nos PCBs. Escolher o pacote certo é essencial, pois você evitará casos de danos e corrosão. Então, como você escolhe o tipo certo de embalagem IC? Continue lendo para entender.

• O número de I/Os-Primeiro, o número de I/Os é importante na escolha do pacote. Aqui, os BGAs são os melhores por suas altas contagens de pinos. Mas se você estiver no mercado por uma contagem de pinos menor, o pacote QFN será ideal para você.
• Gerenciamento de calor - Em segundo lugar, você precisa considerar questões relacionadas ao gerenciamento de calor. Hoje, os tamanhos dos CIs tendem a ser menores, mas com máscaras de solda mais extensas para evitar vazamento de componentes elétricos e térmicos. Certifique-se de discutir com seu fornecedor de PCB os recursos. Como tal, eles provavelmente produzirão muito calor, uma razão pela qual o gerenciamento de calor é importante. Por outro lado, os BGAs tendem a exibir uma dissipação de calor eficaz, e é por isso que você pode querer usá-los.
• E/S de alta velocidade - Em terceiro lugar, ao escolher seu pacote de IC, observe questões como E/S de alta velocidade. A qualquer momento, você não deseja interferir na qualidade do pacote para interconectar os sinais de E/S do IC. Para obter os melhores sinais de alta frequência, considere o flip BGA.
• Montagem de PCB - Por último, a montagem de PCB é importante. Você consegue fazer a montagem do seu pacote IC no menor tempo possível? Certifique-se de considerar esse fator com antecedência, pois nem todos os provedores podem oferecer o que você deseja.

(Um chip IC montado corretamente)

7. Usos e vantagens da embalagem IC

IC desempenha vários papéis essenciais em quase todos os circuitos eletrônicos. Eles carregam todo o processamento de dados e cálculos. IC também é um dos elementos mais críticos de armazenamento de dados. Sem CIs, um circuito eletrônico (como um PCB) não funcionará como pretendido.

A embalagem IC vem com vários méritos notáveis. Por exemplo, a embalagem IC garante a proteção do componente contra danos e corrosão. Ele também fornece um fluxo adequado de corrente em todo o sistema.

A embalagem do IC também é benéfica, com a embalagem atuando como um mecanismo de “separar” as conexões do passo apertado na matriz do IC. A caixa espalha esses mecanismos para amplas áreas de pitch que a maioria dos fabricantes de PCBs exigem.

(ICs devidamente empacotados)

Resumo

Como você viu, há muito na embalagem IC para sistemas eletrônicos do que você pode pensar que sabe. Os jogadores, antigos e novos no mundo da eletrônica, precisam ter uma visão clara deles.

Desta forma, é possível ficar a par das novidades aqui.

Você tem dúvidas sobre os vários tipos de embalagens de IC ou qualquer coisa relacionada a PCBs? Sinta-se à vontade para fazer compras de placas de circuito, várias coisas podem deixá-lo confuso. Esteja você optando por um PCB de um lado, um PCB de dois lados ou qualquer outro tipo de PCB, você pode entrar em contato conosco. Temos orgulho em fornecer aos nossos clientes as informações de que precisam para tomar decisões informadas sobre peças eletrônicas para seus negócios.