نوع و بسته بندی تراشه

مدار مجتمع (IC) سنگ بنای فناوری الکترونیک مدرن است. آنها قلب و مغز اکثر مدارها هستند. آنها همه جا هستند و تقریباً در هر برد مدار می توانید آنها را پیدا کنید.

مدار مجتمع مجموعه‌ای از اجزای الکترونیکی است: مقاومت‌ها، ترانزیستورها، خازن‌ها و غیره که همگی در یک تراشه کوچک جمع شده و به هم متصل شده‌اند تا به یک هدف عملکردی پیچیده دست یابند. آنها دسته های کاربردی زیادی دارند: دروازه های منطقی مدار، تقویت کننده های عملیاتی، تایمرها، تنظیم کننده ها، کنترل کننده های مدار، کنترل کننده های منطقی، ریزپردازنده ها، حافظه و غیره.

آی سی داخلی

داخل یک تراشه یک ساختار مدار پیچیده است که از ویفرهای سیلیکونی، مس و سایر مواد تشکیل شده است که به یکدیگر متصل می شوند تا مقاومت ها، خازن ها، ترانزیستورها یا سایر اجزای مدار را تشکیل دهند. تراشه ها در ابتدا بر روی ویفرهای سیلیکونی گرد ساخته می شوند و پس از اتمام سیم کشی، ویفرها را به قطعات کوچک برش می دهند تا تراشه را تشکیل دهند. تراشه خود کوچک است و تراشه نیمه هادی و لایه مسی که از آن تشکیل شده است بسیار نازک است. اتصالات بین لایه ها پیچیده است.

تراشه کوچکترین واحد مدار کاربردی است. زیرا تراشه ها خیلی کوچک هستند که نمی توانند جوش داده شوند یا به هم متصل شوند. برای سهولت کار اتصال مدار به تراشه باید از فناوری بسته بندی تراشه استفاده شود. فناوری بسته بندی تراشه، تراشه های سیلیکونی کوچک و ظریف را به تراشه های سیاه رنگی تبدیل می کند که همه ما با آن آشنا هستیم.

بسته بندی آی سی

فناوری بسته بندی یک تراشه تمام شده را می سازد و آن را گسترش می دهد تا اتصال سازه ها با مدارهای دیگر آسان تر شود. هر اتصال خارجی روی تراشه از طریق سیم طلایی با طول کوچک به یک پد یا پین روی بسته متصل می شود. پین ترمینال فشردن نقره در مدار تراشه است که همچنان به بقیه مدار متصل می شود. انواع مختلفی از بسته ها وجود دارد که هر کدام دارای اندازه، نوع نصب و/یا تعداد پین های منحصر به فرد هستند. شکل زیر ده ها بسته تراشه را فهرست می کند که هر کدام نام منحصر به فرد خود را دارند. برخی از دسته بندی های عمده بسته بندی در مقالات زیر به تفصیل مورد بحث قرار گرفته اند.

نشانگر قطبیت و شماره پین

همه تراشه ها با قطبیت مشخص شده اند و موقعیت و عملکرد هر پین منحصر به فرد است. این بدان معنی است که بسته باید راهی برای تعریف عملکرد هر پین داشته باشد. اکثر تراشه ها از یک بریدگی یا یک نقطه برای نشان دادن اینکه کدام پین اول است استفاده می کنند. (گاهی اوقات هر دو)، هنگامی که می دانید اولین پین کجاست، بقیه کد پین در خلاف جهت عقربه های ساعت روی تراشه افزایش می یابد.

حالت نصب

یکی از اصلی‌ترین ویژگی‌های متمایز انواع بسته‌های تراشه، نحوه نصب آن‌ها بر روی برد مدار است. همه بسته ها در یکی از این دو نوع نصب قرار می گیرند: از طریق سوراخ (PTH) یا نصب سطحی (SMD یا SMT). بسته های سوراخ دار معمولاً بزرگتر هستند و استفاده از آنها راحت تر است. آنها طوری طراحی شده اند که از یک طرف تخته عبور کرده و سپس به طرف دیگر لحیم شوند. پکیج وصله سطحی به گونه ای طراحی شده است که در همان سمت برد قرار گرفته و به سطح برد جوش داده می شود. پین های بسته SMD باید از دو نوع باشند، یکی از پهلو، عمود بر تراشه کشیده شده است. دیگری در پایین تراشه قرار دارد و در یک ماتریس چیده شده است. این شکل از جزء کاملا "مناسب برای مونتاژ دستی" نیست. آنها اغلب به ابزارهای خاصی برای کمک به این فرآیند نیاز دارند.

ما یک تصویر دقیق از اشکال مختلف بسته بندی تراشه های رایج را به شرح زیر انجام می دهیم:

بسته درون خطی دوگانه (DIP)

DIP، مخفف بسته درون خطی دوگانه، رایج‌ترین بسته آی‌سی از طریق سوراخ است. این تراشه های کوچک دارای دو ردیف پین موازی هستند و یک پوسته پلاستیکی مستطیلی مشکی به صورت عمودی بیرون زده است.

SMD/SMT：Surface-Mount

در حال حاضر طیف گسترده ای از انواع بسته های نصب سطحی وجود دارد. معمولاً لازم است از قبل یک الگوی سیم کشی مطابق با تراشه روی PCB ایجاد کنید و آن را جوش دهید. نصب SMT معمولاً دستگاهی است که نیاز به اتوماسیون دارد.

SOP: بسته طرح کوچک

بسته بندی SOP شکل تکامل یافته نصب سطحی برای DIP است. اگر تمام پین های روی DIP به سمت بیرون خم شده و سپس به اندازه مناسب کاهش یابد، می توان یک SOP نصب شده یک طرفه تشکیل داد. این بسته یکی از ساده ترین قطعات SMD برای لحیم کاری دستی است. در بسته‌های SOIC (IC کوچک طرح کلی)، هر پین معمولاً با 0.05 اینچ (1.27 میلی‌متر) از هم جدا می‌شود. SSOP (بسته طرح کوچک کوچک) یک نسخه کوچک شده از بسته بندی SOIC است. سایر بسته های آی سی مشابه عبارتند از TSOP (بسته طرح کوچک نازک) و TSSOP (بسته کوچک کوچک کوچک نازک).

QFP (بسته چهارگانه تخت)

پین های آی سی را در هر چهار جهت باز کنید تا شبیه یک بسته تخت چهار طرفه (QFP) شوند. آی‌ک‌های QFP ممکن است 8 پین در هر طرف (در مجموع 32 پین) تا 70 پین در هر طرف (بیش از 300 پین در کل) داشته باشند. فاصله پین ​​ها در آی سی QFP معمولا بین 0.4 میلی متر تا 1 میلی متر است. بسته‌های استاندارد QFP، QFP نازک (TQFP: QFP نازک)، بسیار نازک (VQFP) و پیکربندی پایین (LQFP) تغییرات کوچک‌سازی شده‌ای دارند.

QFN (چهار تخت بدون سرنخ)

برداشتن پین‌های آی‌سی QFP و کوچک کردن پین‌ها در گوشه‌های چهار طرف، چیزی شبیه یک بسته بدون سرنخ چهار تخت (QFN) به شما می‌دهد. کانکتور در بسته QFN بسیار کوچکتر است و در لبه پایینی آی سی قرار دارد.

بسته های نازک (TQFN)، فوق نازک (VQFN) و میکرو سرب (MLF) انواع بسته های استاندارد QFN هستند. حتی بسته های دوگانه بدون سرب (DFN) و دوگانه بدون سرب (TDFN) با پین ها تنها در دو طرف وجود دارد. بسیاری از ریزپردازنده ها، حسگرها و سایر IC های جدید در بسته های QFP یا QFN عرضه می شوند. میکروکنترلر محبوب ATmega328 در بسته TQFP و نوع QFN (MLF) موجود است، در حالی که شتاب‌سنج‌ها/ژیروسکوپ‌های میکرو مانند MPU-6050 به شکل میکرو QFN در دسترس هستند.

آرایه های شبکه توپ

در نهایت، برای مدارهای مجتمع واقعاً پیشرفته، بسته‌های آرایه شبکه توپ (BGA) وجود دارد. این یک بسته پیچیده و ظریف است که در آن توپ های لحیم کاری کوچک در یک شبکه دو بعدی در پایین آی سی چیده شده اند. گاهی اوقات توپ لحیم کاری مستقیماً به تراشه متصل می شود!

بسته های BGA معمولاً در ریزپردازنده های پیشرفته استفاده می شوند. اگر بتوانید یک آی سی محصور شده bga را به صورت دستی جوش دهید، می توانید خود را یک جوشکار استاد بدانید. به طور معمول، قرار دادن این بسته‌ها بر روی PCB نیازمند یک فرآیند خودکار است که شامل یک دستگاه جابجایی و یک کوره رفلاکس است.

آی سی معمولی

مدارهای مجتمع به اشکال مختلف در همه جا در الکترونیک وجود دارند که پوشاندن همه چیز دشوار است. در اینجا برخی از رایج‌ترین IC‌هایی که ممکن است در الکترونیک با آن‌ها مواجه شوید، آورده شده است.

1، گیت منطقی، تایمر، ثبت تغییر.

به عنوان بلوک های سازنده مدارهای مجتمع بیشتر، گیت های منطقی را می توان در مدارهای مجتمع خود بسته بندی کرد. برخی از IC های گیت منطقی ممکن است حاوی تعداد کمی گیت در یک بسته باشند، و گیت های منطقی را می توان در مدارهای مجتمع برای ایجاد تایمر، شمارنده، لچ، رجیستر شیفت و دیگر مدارهای منطقی پایه متصل کرد. بیشتر این مدارهای ساده را می توان در بسته های DIP و همچنین SOIC و SSOP یافت.

2،میکروکنترلرها، ریزپردازنده ها، FPGA ها

میکروکنترلرها، ریزپردازنده‌ها و FPGAها همگی مدارهای مجتمعی هستند که هزاران، میلیون‌ها یا حتی میلیاردها ترانزیستور را در یک تراشه کوچک قرار می‌دهند. این اجزا از نظر عملکردی پیچیده هستند و اندازه آنها بسیار متفاوت است. از میکروکنترلرهای 8 بیتی مانند ATmega328 در آردوینو گرفته تا ریزپردازنده های پیچیده 64 بیتی چند هسته ای، اینها اجزایی هستند که به طور گسترده در رایانه ها استفاده می شوند. این قطعات نیز معمولاً بزرگترین مدارهای مجتمع در مدار هستند. میکروکنترلرهای ساده را می‌توان در بسته‌های DIP تا QFN/QFP، با تعداد پین‌ها از 8 تا 100 یافت. با افزایش پیچیدگی این اجزا، پیچیدگی بسته‌بندی نیز افزایش می‌یابد. FPGA ها و ریزپردازنده های پیچیده می توانند بیش از هزار پین داشته باشند و فقط در بسته های پیشرفته مانند QFN، LGA یا BGA قابل استفاده هستند.

3، اسحسگر

سنسورهای دیجیتال مدرن مانند سنسورهای دما، شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها همگی در یک مدار مجتمع مجتمع شده اند. این IC ها معمولاً کوچکتر از سایر IC ها در میکروکنترلرها یا بردها هستند و تعداد پین ها در محدوده 3 تا 20 است. اکنون در تراشه کنترل بزرگ، بسیاری از سنسورها مستقیماً در آن ادغام می شوند.

Fountyl Technologies PTE Ltd، بر صنعت تولید نیمه هادی تمرکز دارد، محصولات اصلی عبارتند از: پین چاک، چاک سرامیکی متخلخل، افکتور انتهایی سرامیکی، پرتو مربع سرامیکی، دوک سرامیکی، خوش آمدید به تماس و مذاکره!