نوع وحزمة الشريحة

الدائرة المتكاملة (IC) هي حجر الزاوية في التكنولوجيا الإلكترونية الحديثة. هم القلب والعقل لمعظم الدوائر. إنها موجودة في كل مكان ويمكنك العثور عليها على كل لوحة دوائر تقريبًا.

الدائرة المتكاملة عبارة عن مجموعة من المكونات الإلكترونية: المقاومات، والترانزستورات، والمكثفات، وما إلى ذلك، كلها محشورة في شريحة صغيرة ومتصلة معًا لتحقيق هدف وظيفي معقد. ولها العديد من الفئات الوظيفية: البوابات المنطقية للدوائر، مكبرات الصوت التشغيلية، الموقتات، المنظمات، وحدات التحكم في الدوائر، وحدات التحكم المنطقية، المعالجات الدقيقة، الذاكرة... إلخ.

آي سي داخلي

الجزء الداخلي من الشريحة عبارة عن هيكل دائرة معقد يتكون من رقائق السيليكون والنحاس ومواد أخرى، والتي ترتبط ببعضها البعض لتكوين مقاومات أو مكثفات أو ترانزستورات أو مكونات أخرى في الدائرة. يتم تصنيع الرقائق في البداية على رقائق السيليكون المستديرة، وبعد الانتهاء من توصيل الأسلاك، يتم تقطيع الرقائق إلى قطع صغيرة لتشكيل الشريحة. الشريحة نفسها صغيرة، ورقاقة أشباه الموصلات والطبقة النحاسية التي تتكون منها رقيقة جدًا. الروابط بين الطبقات معقدة.

الشريحة هي أصغر وحدة في دائرة التطبيق. لأن الرقائق صغيرة جدًا بحيث لا يمكن لحامها أو ضمها. من أجل تسهيل عمل توصيل الدائرة بالشريحة، يجب استخدام تقنية تغليف الشريحة. تعمل تقنية تعبئة الرقائق على تحويل رقائق السيليكون الصغيرة والحساسة إلى رقائق سوداء نعرفها جميعًا.

التعبئة والتغليف آي سي

تقوم تكنولوجيا التغليف بتصنيع شريحة نهائية وتوسيعها لتسهيل ربط الهياكل بالدوائر الأخرى. يتم توصيل كل اتصال خارجي على الشريحة عبر سلك ذهبي صغير بلوحة أو دبوس على العبوة. الدبوس هو طرف الضغط الفضي الموجود في دائرة الشريحة، والذي يستمر في الاتصال ببقية الدائرة. هناك العديد من أنواع الحزم المختلفة، ولكل منها حجم فريد ونوع التركيب و/أو عدد المسامير. يسرد الشكل أدناه العشرات من حزم الرقائق، ولكل منها اسم فريد خاص بها. تتم مناقشة بعض فئات التغليف الرئيسية بالتفصيل في المقالات التالية.

علامة القطبية ورقم الدبوس

تتميز جميع الرقائق بالقطبية، كما أن موضع ووظيفة كل دبوس فريد من نوعه. هذا يعني أن الحزمة يجب أن يكون لديها طريقة ما لتحديد وظيفة كل طرف. ستستخدم معظم الرقائق علامة أو نقطة للإشارة إلى الدبوس الأول. (أحيانًا كلاهما)، بمجرد معرفة مكان الدبوس الأول، تتم زيادة باقي الرمز السري عكس اتجاه عقارب الساعة على الشريحة.

وضع التثبيت

إحدى السمات المميزة الرئيسية لأنواع حزم الشرائح هي طريقة تركيبها على لوحة الدائرة. تندرج جميع العبوات ضمن أحد هذين النوعين من التثبيت: من خلال الفتحة (PTH) أو التثبيت على السطح (SMD أو SMT). تكون الحزم عبر الفتحات أكبر بشكل عام وأسهل في الاستخدام. وهي مصممة للمرور عبر جانب واحد من اللوحة ثم لحامها على الجانب الآخر. تم تصميم حزمة تصحيح السطح بحيث تكون موجودة على نفس الجانب من اللوحة ويتم لحامها على سطح اللوحة. يجب أن تكون دبابيس حزمة SMD من نوعين، أحدهما يتم سحبه من الجانب، بشكل عمودي على الشريحة؛ والآخر يقع في الجزء السفلي من الشريحة ويتم ترتيبه في مصفوفة. هذا النوع من المكونات ليس "مناسبًا للتجميع اليدوي" تمامًا. غالبًا ما يحتاجون إلى أدوات خاصة للمساعدة في هذه العملية.

نقوم بعمل توضيح تفصيلي لمختلف أشكال تغليف الرقائق الشائعة أدناه:

الحزمة المزدوجة المضمنة (DIP)

DIP، اختصارًا للحزمة المزدوجة المضمنة، هي حزمة IC الأكثر شيوعًا عبر الفتحات. تحتوي هذه الرقائق الصغيرة على صفين من المسامير المتوازية وغطاء بلاستيكي أسود مستطيل يبرز عموديًا.

SMD/SMT: تركيب على السطح

يوجد الآن مجموعة واسعة من أنواع العبوات المثبتة على السطح. عادةً ما يكون من الضروري عمل نمط أسلاك مطابق للرقاقة الموجودة على PCB مسبقًا ولحامها. عادةً ما يكون تثبيت SMT جهازًا يتطلب التشغيل الآلي.

SOP: حزمة مخطط صغير

تعد عبوات SOP شكلاً متطورًا من التركيب السطحي لـ DIP. إذا تم ثني جميع المسامير الموجودة على DIP للخارج ثم تم تقليلها إلى الحجم المناسب، فيمكن تشكيل SOP مثبتًا على جانب واحد. هذه الحزمة هي واحدة من أسهل أجزاء SMD للحام يدويًا. في حزم SOIC (Small-outline IC)، يتم عادةً فصل كل طرف بحوالي 0.05 بوصة (1.27 ملم). SSOP (حزمة المخطط التفصيلي المتقلص) هي نسخة مصغرة من عبوات SOIC. تتضمن حزم IC الأخرى المشابهة TSOP (حزمة مخططة صغيرة رفيعة) وTSSOP (حزمة مخططة صغيرة رفيعة).

QFP (حزمة مسطحة رباعية)

قم بفتح دبابيس IC في جميع الاتجاهات الأربعة لتبدو وكأنها حزمة مسطحة ذات أربعة جوانب (QFP). قد تحتوي وحدات QFP على 8 دبابيس لكل جانب (32 في المجموع) إلى 70 دبوسًا في كل جانب (أكثر من 300 في المجموع). تتراوح المسافة بين الدبوس في QFP IC عادةً بين 0.4 مم و1 مم. توجد بعض الاختلافات المصغرة في حزم QFP القياسية، وQFP الرقيقة (TQFP: QFP الرقيقة)، وحزم رقيقة جدًا (VQFP)، وحزم التكوين المنخفض (LQFP).

QFN (رباعية مسطحة بدون خيوط)

إن إزالة دبابيس QFP IC وتقليص المسامير الموجودة على زوايا الجوانب الأربعة يمنحك شيئًا يشبه حزمة Quad-Flat No-leads (QFN). الموصل الموجود في حزمة QFN أصغر بكثير، ومكشوف عند الحافة السفلية لدائرة IC.

تعد الحزم الرقيقة (TQFN)، والنحيفة للغاية (VQFN)، والحزم الصغيرة (MLF) من أنواع حزمة QFN القياسية. حتى أن هناك حزمًا مزدوجة خالية من الرصاص (DFN) وحزمًا رفيعة مزدوجة خالية من الرصاص (TDFN) مع دبابيس على جانبين فقط. العديد من المعالجات الدقيقة، وأجهزة الاستشعار، وغيرها من الدوائر المتكاملة الجديدة تأتي في حزم QFP أو QFN. يتوفر متحكم ATmega328 الشهير في حزمة TQFP ونوع QFN (MLF)، بينما تتوفر مقاييس التسارع الدقيقة/الجيروسكوبات مثل MPU-6050 في شكل micro QFN.

مصفوفات شبكة الكرة

أخيرًا، بالنسبة للدوائر المتكاملة المتقدمة حقًا، هناك حزم الشبكة الكروية (BGA). هذه حزمة معقدة ودقيقة حيث يتم ترتيب كرات اللحام الصغيرة في شبكة ثنائية الأبعاد في الجزء السفلي من الدائرة المتكاملة. في بعض الأحيان يتم توصيل كرة اللحام مباشرة بالشريحة!

تُستخدم حزم BGA عادةً في المعالجات الدقيقة المتقدمة. إذا كان بإمكانك لحام IC مغلف بـ bga يدويًا، فيمكنك اعتبار نفسك عامل لحام محترفًا. عادةً، يتطلب وضع هذه الحزم على PCB عملية تلقائية تشتمل على آلة أخذ ووضع وفرن إرجاع.

آي سي مشترك

الدوائر المتكاملة موجودة في كل مكان في مجال الإلكترونيات بأشكال عديدة بحيث يصعب تغطية كل شيء. فيما يلي بعض العناصر الأكثر شيوعًا التي قد تواجهها في مجال الإلكترونيات.

1، البوابة المنطقية، الموقت، سجل التحول.

وباعتبارها لبنات بناء لدوائر أكثر تكاملاً بحد ذاتها، يمكن تجميع البوابات المنطقية في دوائر متكاملة خاصة بها. قد تحتوي بعض البوابات المنطقية على عدد صغير من البوابات في حزمة، ويمكن توصيل البوابات المنطقية داخل دوائر متكاملة لإنشاء مؤقتات، وعدادات، ومزالج، وسجلات إزاحة، ودوائر منطقية أساسية أخرى. يمكن العثور على معظم هذه الدوائر البسيطة في حزم DIP، بالإضافة إلى SOIC وSSOP.

2,المتحكمات الدقيقة، المعالجات الدقيقة، FPGAs

وحدات التحكم الدقيقة والمعالجات الدقيقة وFPGAs كلها دوائر متكاملة تجمع آلاف أو ملايين أو حتى مليارات الترانزستورات في شريحة صغيرة. هذه المكونات معقدة وظيفيا وتختلف بشكل كبير في الحجم. من وحدات التحكم الدقيقة 8 بت، مثل ATmega328 في Arduino، إلى المعالجات الدقيقة المعقدة متعددة النواة 64 بت، هذه هي المكونات المستخدمة على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر. عادةً ما تكون هذه المكونات أيضًا أكبر الدوائر المتكاملة في الدائرة. يمكن العثور على وحدات التحكم الدقيقة البسيطة في الحزم من DIP إلى QFN/QFP، مع عدد دبوس يتراوح من 8 إلى 100. ومع زيادة تعقيد هذه المكونات، يزداد أيضًا تعقيد التغليف. يمكن أن تحتوي FPGAs والمعالجات الدقيقة المعقدة على أكثر من ألف طرف ولا يمكن استخدامها إلا في الحزم المتقدمة مثل QFN أو LGA أو BGA.

3، سcom.ensor

تم دمج أجهزة الاستشعار الرقمية الحديثة مثل أجهزة استشعار درجة الحرارة ومقاييس التسارع والجيروسكوبات في دائرة واحدة متكاملة. عادةً ما تكون هذه الدوائر أصغر من الدوائر المتكاملة الأخرى الموجودة على وحدات التحكم الدقيقة أو اللوحات، مع عدد أطراف يتراوح بين 3 إلى 20. الآن في شريحة التحكم الكبيرة، سيتم دمج العديد من أجهزة الاستشعار بشكل مباشر فيها.

تركز Fountyl Technologies PTE Ltd، على صناعة تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل المنتجات الرئيسية: ظرف الدبوس، ظرف السيراميك المسامي، المستجيب النهائي الخزفي، العارضة المربعة الخزفية، المغزل الخزفي، مرحبًا بكم في الاتصال والتفاوض!