चिप का प्रकार और पैकेज

इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी) आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी की आधारशिला है। वे अधिकांश सर्किटों के हृदय और मस्तिष्क हैं। वे हर जगह हैं और आप उन्हें लगभग हर सर्किट बोर्ड पर पा सकते हैं।

एक एकीकृत सर्किट इलेक्ट्रॉनिक घटकों का एक संग्रह है: प्रतिरोधक, ट्रांजिस्टर, कैपेसिटर, आदि, सभी एक छोटी चिप में भरे हुए हैं और एक जटिल कार्यात्मक लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए एक साथ जुड़े हुए हैं। उनकी कई कार्यात्मक श्रेणियां हैं: सर्किट लॉजिक गेट, ऑपरेशनल एम्पलीफायर, टाइमर, रेगुलेटर, सर्किट कंट्रोलर, लॉजिक कंट्रोलर, माइक्रोप्रोसेसर, मेमोरी... आदि।

आंतरिक आईसी

चिप के अंदर सिलिकॉन वेफर्स, तांबे और अन्य सामग्रियों से बनी एक जटिल सर्किट संरचना होती है, जो सर्किट में प्रतिरोधक, कैपेसिटर, ट्रांजिस्टर या अन्य घटकों को बनाने के लिए एक दूसरे से जुड़े होते हैं। चिप्स शुरू में गोल सिलिकॉन वेफर्स पर बनाए जाते हैं, और वायरिंग पूरी होने के बाद, चिप बनाने के लिए वेफर्स को छोटे टुकड़ों में काट दिया जाता है। चिप स्वयं छोटी होती है, और इसमें बनी सेमीकंडक्टर चिप और तांबे की परत बहुत पतली होती है। परतों के बीच संबंध जटिल हैं।

चिप किसी एप्लिकेशन सर्किट की सबसे छोटी इकाई है। क्योंकि चिप्स वेल्ड करने या जोड़ने के लिए बहुत छोटे होते हैं। सर्किट को चिप से जोड़ने के काम को आसान बनाने के लिए चिप पैकेजिंग तकनीक का उपयोग करना होगा। चिप पैकेजिंग तकनीक छोटे, नाजुक सिलिकॉन चिप्स को काले चिप्स में बदल देती है जिससे हम सभी परिचित हैं।

आईसी पैकेजिंग

पैकेजिंग तकनीक एक तैयार चिप बनाती है और संरचनाओं को अन्य सर्किटों से जोड़ना आसान बनाने के लिए इसका विस्तार करती है। चिप पर प्रत्येक बाहरी कनेक्शन सोने के तार की एक छोटी लंबाई के माध्यम से पैकेज पर पैड या पिन से जुड़ा होता है। पिन चिप सर्किट पर सिल्वर स्क्वीज़ टर्मिनल है, जो सर्किट के बाकी हिस्सों से जुड़ता रहता है। कई अलग-अलग प्रकार के पैकेज हैं, प्रत्येक का एक अद्वितीय आकार, माउंटिंग प्रकार और/या पिन की संख्या होती है। नीचे दिया गया चित्र दर्जनों चिप पैकेजों को सूचीबद्ध करता है, जिनमें से प्रत्येक का अपना विशिष्ट नाम है। निम्नलिखित लेखों में कुछ प्रमुख पैकेजिंग श्रेणियों पर विस्तार से चर्चा की गई है।

पोलारिटी मार्कर और पिन नंबर

सभी चिप्स को ध्रुवता के साथ चिह्नित किया गया है, और प्रत्येक पिन की स्थिति और कार्य अद्वितीय है। इसका मतलब यह है कि पैकेज में प्रत्येक पिन की कार्यक्षमता को परिभाषित करने का कोई तरीका होना चाहिए। अधिकांश चिप्स यह इंगित करने के लिए एक नॉच या डॉट का उपयोग करेंगे कि कौन सा पिन पहले है। (कभी-कभी दोनों), एक बार जब आप जान जाते हैं कि पहला पिन कहां है, तो बाकी पिन कोड चिप पर वामावर्त में बढ़ा दिया जाता है।

स्थापना मोड

चिप पैकेज प्रकारों की मुख्य विशिष्ट विशेषताओं में से एक यह है कि उन्हें सर्किट बोर्ड पर कैसे लगाया जाता है। सभी पैकेज इन दो माउंटिंग प्रकारों में से एक में आते हैं: थ्रू होल (पीटीएच) या सरफेस माउंट (एसएमडी या एसएमटी)। थ्रू-होल पैकेज आम तौर पर बड़े और उपयोग में आसान होते हैं। इन्हें बोर्ड के एक तरफ से गुजरने और फिर दूसरी तरफ सोल्डर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सतह पैच पैकेज को बोर्ड के एक ही तरफ स्थित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसे बोर्ड की सतह पर वेल्ड किया गया है। एसएमडी पैकेज के पिन दो प्रकार के होने चाहिए, एक साइड से, चिप के लंबवत खींचा हुआ; दूसरा चिप के नीचे स्थित है और एक मैट्रिक्स में व्यवस्थित है। घटक का यह रूप "मैन्युअल असेंबली के लिए उपयुक्त" नहीं है। इस प्रक्रिया में सहायता के लिए उन्हें अक्सर विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है।

हम नीचे विभिन्न सामान्य चिप पैकेजिंग रूपों का विस्तृत चित्रण करते हैं:

दोहरी इन-लाइन पैकेज (डीआईपी)

डीआईपी, डुअल इन-लाइन पैकेज का संक्षिप्त रूप, सबसे आम थ्रू-होल आईसी पैकेज है। इन छोटे चिप्स में समानांतर पिनों की दो पंक्तियाँ होती हैं और एक आयताकार काला प्लास्टिक खोल लंबवत रूप से फैला होता है।

एसएमडी/एसएमटी: सतह-माउंट

अब सतह माउंट पैकेज प्रकारों की एक विस्तृत विविधता उपलब्ध है। आमतौर पर पीसीबी पर चिप से मेल खाता एक वायरिंग पैटर्न पहले से बनाना और उसे वेल्ड करना आवश्यक होता है। एसएमटी की स्थापना आमतौर पर एक उपकरण है जिसके लिए स्वचालन की आवश्यकता होती है।

एसओपी: छोटा रूपरेखा पैकेज

एसओपी पैकेजिंग डीआईपी के लिए सतह माउंट का एक विकसित रूप है। यदि डीआईपी पर सभी पिन बाहर की ओर मुड़े हुए हैं और फिर उचित आकार में कम हो गए हैं, तो एक तरफा माउंटेड एसओपी बनाया जा सकता है। यह पैकेज हाथ से सोल्डर करने के लिए सबसे आसान एसएमडी भागों में से एक है। SOIC (स्मॉल-आउटलाइन IC) पैकेज पर, प्रत्येक पिन आमतौर पर लगभग 0.05 इंच (1.27 मिमी) से अलग होता है। एसएसओपी (सिकुड़ लघु-आउटलाइन पैकेज) एसओआईसी पैकेजिंग का एक छोटा संस्करण है। अन्य समान आईसी पैकेजों में टीएसओपी (पतली छोटी-आउटलाइन पैकेज) और टीएसएसओपी (पतली सिकुड़न छोटीआउटलाइन पैकेज) शामिल हैं।

क्यूएफपी (क्वाड फ्लैट पैकेज)

चार-तरफा फ्लैट पैकेज (क्यूएफपी) की तरह दिखने के लिए आईसी पिन को चारों दिशाओं में खोलें। QFP ics में प्रति पक्ष 8 पिन (कुल 32) से लेकर प्रति पक्ष 70 पिन (कुल 300 से अधिक) हो सकते हैं। QFP IC पर पिन स्पेसिंग आमतौर पर 0.4 मिमी और 1 मिमी के बीच होती है। मानक QFP, थिन QFP (TQFP: thin QFP), वेरी थिन थिन (VQFP), और लो कॉन्फिगरेशन (LQFP) पैकेज के कुछ लघु रूप हैं।

QFN (क्वाड फ़्लैट नो-लीड्स)

क्यूएफपी आईसी के पिन को हटाने और चारों तरफ के कोनों पर पिन को सिकोड़ने से आपको कुछ ऐसा मिलता है जो क्वाड-फ्लैट नो-लीड (क्यूएफएन) पैकेज जैसा दिखता है। क्यूएफएन पैकेज पर कनेक्टर बहुत छोटा है, जो आईसी के निचले किनारे पर खुला है।

थिन (टीक्यूएफएन), अल्ट्रा-थिन (वीक्यूएफएन), और माइक्रो-लीड (एमएलएफ) पैकेज मानक क्यूएफएन पैकेज के प्रकार हैं। यहां तक ​​कि केवल दो तरफ पिन के साथ डुअल नो-लीड (डीएफएन) और पतले डुअल नो-लीड (टीडीएफएन) पैकेज भी हैं। कई माइक्रोप्रोसेसर, सेंसर और अन्य नए आईसीएस क्यूएफपी या क्यूएफएन पैकेज में आते हैं। लोकप्रिय ATmega328 माइक्रोकंट्रोलर TQFP पैकेज और QFN प्रकार (MLF) फॉर्म में उपलब्ध है, जबकि MPU-6050 जैसे माइक्रो एक्सेलेरोमीटर/जाइरोस्कोप माइक्रो QFN फॉर्म में उपलब्ध हैं।

बॉल ग्रिड सारणियाँ

अंत में, वास्तव में उन्नत एकीकृत सर्किट के लिए, बॉल-ग्रिड ऐरे (बीजीए) पैकेज हैं। यह एक जटिल और सूक्ष्म पैकेज है जिसमें छोटे सोल्डर बॉल्स को आईसी के निचले भाग में दो-आयामी ग्रिड में व्यवस्थित किया जाता है। कभी-कभी सोल्डर बॉल सीधे चिप से जुड़ी होती है!

BGA पैकेज आमतौर पर उन्नत माइक्रोप्रोसेसरों पर उपयोग किए जाते हैं। यदि आप बीजीए इनकैप्सुलेटेड आईसी को मैन्युअल रूप से वेल्ड कर सकते हैं, तो आप अपने आप को एक मास्टर वेल्डर मान सकते हैं। आमतौर पर, इन पैकेजों को पीसीबी पर रखने के लिए एक स्वचालित प्रक्रिया की आवश्यकता होती है जिसमें एक टेक-एंड-प्लेस मशीन और एक रिफ्लक्स भट्टी शामिल होती है।

सामान्य आईसी

इंटीग्रेटेड सर्किट इलेक्ट्रॉनिक्स में इतने सारे रूपों में सर्वव्यापी हैं कि हर चीज को कवर करना मुश्किल है। यहां कुछ अधिक सामान्य आईसीएस हैं जिनका सामना आप इलेक्ट्रॉनिक्स में कर सकते हैं।

1, लॉजिक गेट, टाइमर, शिफ्ट रजिस्टर।

अधिक एकीकृत सर्किट के निर्माण खंडों के रूप में, लॉजिक गेट्स को अपने स्वयं के एकीकृत सर्किट में पैक किया जा सकता है। कुछ लॉजिक गेट आईसीएस में एक पैकेज में कम संख्या में गेट हो सकते हैं, और टाइमर, काउंटर, लैच, शिफ्ट रजिस्टर और अन्य बुनियादी लॉजिक सर्किट बनाने के लिए लॉजिक गेट को एकीकृत सर्किट के भीतर जोड़ा जा सकता है। इनमें से अधिकांश सरल सर्किट डीआईपी पैकेज, साथ ही एसओआईसी और एसएसओपी में पाए जा सकते हैं।

2,माइक्रोकंट्रोलर, माइक्रोप्रोसेसर, एफपीजीए

माइक्रोकंट्रोलर, माइक्रोप्रोसेसर और एफपीजीए सभी एकीकृत सर्किट हैं जो हजारों, लाखों या अरबों ट्रांजिस्टर को एक छोटी चिप में पैक करते हैं। ये घटक कार्यात्मक रूप से जटिल हैं और आकार में व्यापक रूप से भिन्न हैं। 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर से लेकर, जैसे Arduino में ATmega328, जटिल 64-बिट मल्टी-कोर माइक्रोप्रोसेसर तक, ये ऐसे घटक हैं जो कंप्यूटर में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। ये घटक आमतौर पर सर्किट में सबसे बड़े एकीकृत सर्किट भी होते हैं। सरल माइक्रोकंट्रोलर डीआईपी से लेकर क्यूएफएन/क्यूएफपी तक के पैकेज में पाए जा सकते हैं, जिनकी पिन संख्या 8 से 100 तक होती है। जैसे-जैसे इन घटकों की जटिलता बढ़ती है, वैसे-वैसे पैकेजिंग की जटिलता भी बढ़ती है। FPGAs और जटिल माइक्रोप्रोसेसरों में एक हजार से अधिक पिन हो सकते हैं और इनका उपयोग केवल QFN, LGA या BGA जैसे उन्नत पैकेजों में किया जा सकता है।

3, एससुनिश्चित करना

आधुनिक डिजिटल सेंसर जैसे तापमान सेंसर, एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप सभी एक एकीकृत सर्किट में एकीकृत हैं। ये आईसीएस आमतौर पर माइक्रोकंट्रोलर या बोर्ड पर अन्य आईसीएस की तुलना में छोटे होते हैं, जिनमें पिन की संख्या 3 से 20 तक होती है। अब बड़े नियंत्रण चिप में, कई सेंसर सीधे इसमें एकीकृत होंगे।

फाउंटिल टेक्नोलॉजीज पीटीई लिमिटेड, सेमीकंडक्टर विनिर्माण उद्योग पर ध्यान केंद्रित कर रहा है, मुख्य उत्पादों में शामिल हैं: पिन चक, छिद्रपूर्ण सिरेमिक चक, सिरेमिक अंत प्रभावक, सिरेमिक स्क्वायर बीम, सिरेमिक स्पिंडल, संपर्क और बातचीत के लिए आपका स्वागत है!