Loại và gói của chip

Mạch tích hợp (IC) là nền tảng của công nghệ điện tử hiện đại. Chúng là trái tim và bộ não của hầu hết các mạch. Chúng ở khắp mọi nơi và bạn có thể tìm thấy chúng trên hầu hết mọi bảng mạch.

Mạch tích hợp là tập hợp các linh kiện điện tử: điện trở, bóng bán dẫn, tụ điện, v.v., tất cả được nhét vào một con chip nhỏ và kết nối với nhau để đạt được mục tiêu chức năng phức tạp. Chúng có nhiều loại chức năng: cổng logic mạch, bộ khuếch đại hoạt động, bộ định thời, bộ điều chỉnh, bộ điều khiển mạch, bộ điều khiển logic, bộ vi xử lý, bộ nhớ... v.v.

IC bên trong

Bên trong chip là một cấu trúc mạch phức tạp bao gồm các tấm silicon, đồng và các vật liệu khác, được kết nối với nhau để tạo thành điện trở, tụ điện, bóng bán dẫn hoặc các thành phần khác trong mạch. Chip ban đầu được chế tạo trên các tấm silicon tròn, sau khi nối dây hoàn tất, các tấm wafer được cắt thành từng miếng nhỏ để tạo thành chip. Bản thân con chip này rất nhỏ, trong đó có chip bán dẫn và lớp đồng rất mỏng. Các kết nối giữa các lớp rất phức tạp.

Chip là đơn vị nhỏ nhất của mạch ứng dụng. Bởi vì các con chip quá nhỏ để có thể hàn hoặc nối. Để công việc kết nối mạch điện với chip được dễ dàng hơn cần phải sử dụng công nghệ đóng gói chip. Công nghệ đóng gói chip biến những con chip silicon nhỏ, tinh tế thành những con chip đen mà tất cả chúng ta đều quen thuộc.

bao bì vi mạch

Công nghệ đóng gói tạo ra một con chip hoàn thiện và mở rộng nó để giúp kết nối các cấu trúc với các mạch khác dễ dàng hơn. Mỗi kết nối bên ngoài trên chip được kết nối thông qua một sợi dây vàng có chiều dài nhỏ tới một miếng đệm hoặc ghim trên gói. Chân này là đầu cuối ép bạc trên mạch chip, tiếp tục kết nối với phần còn lại của mạch. Có nhiều loại gói khác nhau, mỗi loại có kích thước, kiểu lắp đặt và/hoặc số lượng chốt riêng. Hình dưới đây liệt kê hàng chục gói chip, mỗi gói có tên riêng. Một số loại bao bì chính sẽ được thảo luận chi tiết trong các bài viết sau.

Điểm đánh dấu phân cực và số pin

Tất cả các chip đều được đánh dấu theo cực, vị trí và chức năng của mỗi chân là duy nhất. Điều này có nghĩa là gói phải có cách nào đó để xác định chức năng của từng chân. Hầu hết các chip sẽ sử dụng một notch hoặc một dấu chấm để cho biết chốt nào là đầu tiên. (đôi khi là cả hai), khi bạn biết vị trí của chốt đầu tiên, phần còn lại của mã pin sẽ tăng dần ngược chiều kim đồng hồ trên chip.

Chế độ cài đặt

Một trong những đặc điểm phân biệt chính của các loại gói chip là cách chúng được gắn vào bảng mạch. Tất cả các gói hàng đều thuộc một trong hai kiểu lắp sau: xuyên lỗ (PTH) hoặc gắn trên bề mặt (SMD hoặc SMT). Các gói xuyên lỗ thường lớn hơn và dễ sử dụng hơn. Chúng được thiết kế để đi qua một mặt của bảng và sau đó hàn sang mặt kia. Gói vá bề mặt được thiết kế để nằm ở cùng một phía của bảng và được hàn vào bề mặt bảng. Các chân của gói SMD phải có hai loại, một loại được kéo từ bên cạnh, vuông góc với chip; Cái còn lại nằm ở dưới cùng của con chip và được sắp xếp theo ma trận. Dạng linh kiện này không hoàn toàn "phù hợp với việc lắp ráp thủ công". Họ thường yêu cầu các công cụ đặc biệt để hỗ trợ quá trình này.

Chúng tôi minh họa chi tiết các dạng đóng gói chip phổ biến dưới đây:

Gói nội tuyến kép (DIP)

DIP, viết tắt của gói nội tuyến kép, là gói IC xuyên lỗ phổ biến nhất. Những con chip nhỏ bé này có hai hàng chân cắm song song và một lớp vỏ nhựa màu đen hình chữ nhật nhô ra theo chiều dọc.

SMD/SMT:Gắn trên bề mặt

Hiện nay có rất nhiều loại gói gắn trên bề mặt. Thông thường, cần phải tạo trước một mẫu nối dây phù hợp với chip trên PCB và hàn nó. Việc cài đặt SMT thường là một thiết bị đòi hỏi phải tự động hóa.

SOP:Gói phác thảo nhỏ

Bao bì SOP là một hình thức gắn trên bề mặt được cải tiến cho DIP. Nếu tất cả các chân trên DIP được uốn cong ra ngoài và sau đó giảm xuống kích thước phù hợp thì có thể tạo thành SOP gắn một mặt. Gói này là một trong những bộ phận SMD dễ hàn nhất bằng tay. Trên các gói SOIC (IC đường viền nhỏ), mỗi chân thường cách nhau khoảng 0,05 inch (1,27 mm). SSOP (gói phác thảo thu nhỏ) là phiên bản thu nhỏ của bao bì SOIC. Các gói IC tương tự khác bao gồm TSOP (gói viền nhỏ mỏng) và TSSOP (gói viền nhỏ thu nhỏ).

QFP （Gói 4 mặt phẳng）

Mở các chân IC theo cả bốn hướng để trông giống như một gói phẳng bốn mặt (QFP). IC QFP có thể có 8 chân mỗi bên (tổng cộng 32 chân) đến 70 chân mỗi bên (tổng cộng hơn 300 chân). Khoảng cách chân trên IC QFP thường nằm trong khoảng từ 0,4mm đến 1mm. Có một số biến thể thu nhỏ của các gói QFP tiêu chuẩn, QFP mỏng (TQFP: QFP mỏng), Rất mỏng mỏng (VQFP) và Cấu hình thấp (LQFP).

QFN （Quad Flat Không có dây dẫn)

Việc tháo các chân của IC QFP và thu nhỏ các chân vào các góc của bốn cạnh sẽ mang lại cho bạn thứ trông giống như gói Quad-Flat No-leads (QFN). Đầu nối trên gói QFN nhỏ hơn nhiều, lộ ra ở cạnh dưới của IC.

Các gói Mỏng (TQFN), Siêu mỏng (VQFN) và Micro-lead (MLF) là các biến thể của gói QFN tiêu chuẩn. Thậm chí còn có các gói không chì kép (DFN) và gói không chì kép mỏng (TDFN) chỉ có các chân cắm ở hai bên. Nhiều bộ vi xử lý, cảm biến và các ic mới khác có trong gói QFP hoặc QFN. Bộ vi điều khiển ATmega328 phổ biến có sẵn ở dạng gói TQFP và loại QFN (MLF), trong khi gia tốc kế/con quay hồi chuyển vi mô như MPU-6050 có sẵn ở dạng micro QFN.

Mảng lưới bóng

Cuối cùng, đối với các mạch tích hợp thực sự tiên tiến, có các gói mảng lưới bóng (BGA). Đây là một gói phức tạp và tinh tế, trong đó các quả bóng hàn nhỏ được sắp xếp thành lưới hai chiều ở dưới cùng của IC. Đôi khi bóng hàn được gắn trực tiếp vào chip!

Các gói BGA thường được sử dụng trên các bộ vi xử lý tiên tiến. Nếu bạn có thể hàn một IC đóng gói bga theo cách thủ công, bạn có thể coi mình là một thợ hàn bậc thầy. Thông thường, việc đặt các gói này lên PCB đòi hỏi một quy trình tự động bao gồm máy lấy và đặt và lò hồi lưu.

IC thông dụng

Mạch tích hợp có mặt khắp nơi trong thiết bị điện tử dưới nhiều hình thức đến nỗi khó có thể bao quát hết mọi thứ. Dưới đây là một số ics phổ biến hơn mà bạn có thể gặp trong thiết bị điện tử.

1, Cổng logic, bộ đếm thời gian, thanh ghi dịch chuyển.

Là các khối xây dựng của nhiều mạch tích hợp hơn, các cổng logic có thể được đóng gói thành các mạch tích hợp của riêng chúng. Một số ic cổng logic có thể chứa một số lượng nhỏ cổng trong một gói và cổng logic có thể được kết nối trong các mạch tích hợp để tạo bộ định thời, bộ đếm, chốt, thanh ghi dịch chuyển và các mạch logic cơ bản khác. Hầu hết các mạch đơn giản này có thể được tìm thấy trong các gói DIP, cũng như SOIC và SSOP.

2,Bộ vi điều khiển, bộ vi xử lý, FPGA

Bộ vi điều khiển, bộ vi xử lý và FPGA đều là những mạch tích hợp đóng gói hàng nghìn, hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ bóng bán dẫn vào một con chip nhỏ. Các thành phần này có chức năng phức tạp và có kích thước khác nhau. Từ bộ vi điều khiển 8 bit, chẳng hạn như ATmega328 trong Arduino, đến bộ vi xử lý đa lõi 64 bit phức tạp, đây là những thành phần được sử dụng rộng rãi trong máy tính. Các thành phần này cũng thường là các mạch tích hợp lớn nhất trong mạch. Các bộ vi điều khiển đơn giản có thể được tìm thấy trong các gói từ DIP đến QFN/QFP, với số lượng chân cắm dao động từ 8 đến 100. Khi độ phức tạp của các thành phần này tăng lên thì độ phức tạp của việc đóng gói cũng tăng theo. FPGA và bộ vi xử lý phức tạp có thể có hơn một nghìn chân và chỉ có thể được sử dụng trong các gói nâng cao như QFN, LGA hoặc BGA.

3, Smáy cảm biến

Các cảm biến kỹ thuật số hiện đại như cảm biến nhiệt độ, gia tốc kế và con quay hồi chuyển đều được tích hợp trong một mạch tích hợp. Các ic này thường nhỏ hơn các ic khác trên bộ vi điều khiển hoặc bo mạch, với số chân trong khoảng từ 3 đến 20. Giờ đây, trong chip điều khiển lớn, nhiều cảm biến sẽ được tích hợp trực tiếp vào nó.

Fountyl Technologies PTE Ltd, đang tập trung vào ngành sản xuất chất bán dẫn, các sản phẩm chính bao gồm: Mâm cặp chốt, mâm cặp gốm xốp, bộ tác động cuối bằng gốm, dầm vuông gốm, trục chính bằng gốm, vui lòng liên hệ và đàm phán!