IC-pakki er ekki bara hulstur fyrir flís. Hún styður kísilflaugina, tengir hana við PCB, verndar hana gegn álagi og raka og hjálpar til við að stjórna hita. Uppsetning pakka, festingarstíll og tegund tengipunkta hafa áhrif á stærð, uppsetningu og samsetningu. Þessi grein gefur upplýsingar um tegundir, eiginleika IC-pakka, varmaflæði og rafræna hegðun.
Yfirlit yfir IC pakka
IC-pakki heldur og styður kísilflösuna á meðan hún tengist prentuðu rafeindaborðinu. Hún verndar mótið gegn líkamlegu álagi, raka og mengun sem gæti haft áhrif á frammistöðu. Pakkinn býr einnig til stöðugar rafleiðir fyrir afl og merki milli flísarinnar og restarinnar af rásinni. Auk þess hjálpar það til við að flytja hita frá flísinni svo tækið geti starfað innan öruggra hitamarka. Vegna þessara hlutverka hefur IC pakkinn áhrif á endingu, rafmagnsstöðugleika og rekstur kerfisins, ekki bara líkamlega vernd.
Helstu innri þættir IC-pakka
• Kísilflís - inniheldur rafeindarásirnar sem sinna aðalhlutverkinu
• Tenging - vírtengsl eða högg sem flytja afl og merki milli flísar og pakkatengja
• Leadframe eða undirlag - styður flísina og leiðir rafmagnsleiðir að tengjunum
• Innkapslun eða mótefnasamsetning – innsiglar innri hluta og verndar þá gegn líkamlegum og umhverfislegum álagi
Helstu IC pakkafjölskyldur
• Leadframe-bundin IC-pakkningar - Mótaðir plastpakkningar sem nota málm-leadframe til að mynda ytri leiðslur
• IC-pakkar byggðir á undirlagi - IC-pakkar byggðir á lagskiptum eða keramik undirlagi til að styðja þéttari leiðslu og hærri pinnafjölda
• Flögustig og útbreiðslu IC pakka - Eiginleikar IC pakka myndaðir á wafer eða spjaldastigi til að minnka stærð og bæta samþættingu
Uppsetningarstíll IC pakka (gegnum-gat vs yfirborðsfesting)
Gegnumholu IC pakkar hafa langar leiðir sem fara í gegnum boraðar göt í prentplötunni og eru lóðaðar hinum megin. Þessi stíll skapar sterka líkamlega tengingu, en tekur meira pláss á borðinu og þarf stærri uppsetningar.
Yfirborðsfestar IC pakkningar sitja beint á PCB púðum og eru lóðaðir á sínum stað án göta. Þessi stíll styður minni pakkastærðir, þéttari staðsetningu og hraðari samsetningu í flestum nútíma framleiðslum.
Tegundir IC pakka loka
Mávavængjaleiðtogar
Gull-wing leiðir ná út frá hliðum IC pakkans, sem gerir lóðmót auðveld að sjá meðfram brúnunum. Þetta styður einfaldari skoðun og auðveldari skoðun á lóðtengjum.
J-leiðir
J-leiðir sveigjast inn undir brún IC-pakkans. Þar sem lóðtengi eru minna sýnileg er skoðun takmarkaðri miðað við sýnilegar blýgerðir.
Neðri púðar
Neðri púðar eru flatir snertipunktar undir IC pakkanum í stað þess að vera meðfram hliðunum. Þetta minnkar fótspor en krefst nákvæmrar staðsetningar og stýrðrar lóðunar til að tryggja áreiðanleg samskeyti.
Kúlufylki
Kúlufylki nota lóðkúlur undir IC pakkanum til að mynda tengingar. Þetta styður marga tengingar á litlu svæði, en samskeytin eru erfið að sjá eftir samsetningu.
Tegundir og eiginleikar IC pakka
| IC pakkategund | Uppbygging | Einkenni |
|---|---|---|
| DIP (Dual In-Line Package) | Gegnumhol | Stærri stærð með pinnum í tveimur röðum, auðveldara að setja og meðhöndla |
| SOP / SOIC (Lítil útlínupakki) | Yfirborðsfesting | Þéttur líkami með leiðum meðfram hliðunum til að auðvelda leiðslu PCB |
| QFP (Quad Flat pakki) | Fíntóna SMT | Pinnarnir á öllum fjórum hliðum styðja hærri pinnafjölda í flötu formi |
| QFN (Quad Flat No-Lead) | Blýlaus SMT | Lítið fótspor með púðum undir, styður góða varmaflutning |
| BGA (Ball Grid Array) | Kúlugrindarfylki | Notar lóðkúlur undir umbúðunum, styður mjög háa tengingarþéttleika |
Mál IC pakka og hugtök fyrir fótspor
• Lengd og breidd líkamans - stærð IC-pakkans
• Leiðar-, púða- eða boltavöllur - bilið milli rafmagnstengja
• Fjarlægðarhæð - bilið milli IC-pakkans og yfirborðs PCB
• Stærð hitapúða - tilvist og stærð opins púða undir til varmaflutnings
Varmaframmistaða og varmaflæði IC-pakka
Varmaframmistaða í IC pakka fer eftir því hversu skilvirkt varmi berst frá kísilflötinum inn í hulstrið og síðan inn í PCB og umhverfisloftið. Ef hiti getur ekki sloppið rétt út hækkar hitastig IC-pakkans, sem getur dregið úr stöðugleika og stytt rekstrarlíf.
Varmaflæði ræðst af umbúðum, innri hitadreifingarleiðum og hvort opinn hitapúði sé tiltækur. PCB-kopar gegnir einnig hlutverki því hann hjálpar til við að draga hita frá IC-pakkanum.
Sumar IC pakkagerðir eru hannaðar með styttri og breiðari hitaleiðum, sem gerir kleift að flytja hita betur inn í borðið. Með réttu PCB-uppsetningu geta þessar pakkningar stutt hærri aflstyrk með meiri stjórnaðri hitahækkun.
Rafvirkni IC pakka og áhrif sníkjudýra
Hver IC pakki veldur smávægilegum óæskilegum rafáhrifum, þar á meðal viðnámi, rýmd og segul. Þær koma frá tengjum, leiðarstrúktúrum og innri tengileiðum. Þessi sníkjuáhrif geta hægt á merkjaskiptingu, aukið hávaða og dregið úr aflstöðugleika í rásum með háhraða merkjum.
IIC pakkar með styttri tengingarleiðum og vel dreifðum terminalum meðhöndla hraðar merki á skilvirkari hátt og hjálpa til við að draga úr óæskilegum truflunum.
Samsetning og framleiðslutakmörk IC pakka
Takmörk prentunar og lóðmauks
Minni pitch-leiðir eða púðar krefjast nákvæmrar lóðunarlímprentunar og nákvæmrar staðsetningarstillingar. Ef bilið er of lítið geta lóðbrýr myndast eða samskeyti tengst ekki alveg.
Takmörk skoðunar lóðtengja
Lóðtengi IC pakka sem sjást meðfram hliðunum eru auðveldari í skoðun. Þegar samskeyti eru undir umbúðunum verður skoðun takmarkaðri og getur krafist sérhæfðra verkfæra.
Erfiðleikastig endurvinnslu fyrir botnlokuð pakka
IC-pakkar með falnum lóðtengjum eru erfiðari að skipta út því samskeyti er ekki hægt að nálgast beint. Þetta gerir fjarlægingu og endurlóðun erfiðari miðað við blýpakka.
Áreiðanleiki IC-pakka yfir tíma
| Þáttur | Áhrif á IC-pakkann |
|---|---|
| Varmahringrás | Endurtekin hitun og kæling getur með tímanum valdið álagi á lóðmótum og innri tengingum |
| Sveigjanleiki á borðinu | Beygja eða titringur getur sett þrýsting á leiðslur, púða eða lóðtengi |
| Efnislegur misræmi | Mismunandi efni þenjast út á mismunandi hraða og skapa spennu milli IC umbúðarinnar og PCB |
Niðurstaða
IC-pakkar hafa áhrif á hvernig flaga tengist, meðhöndlar hita og helst áreiðanleg yfir tíma. Helstu munir koma frá pakkafjölskyldum, festingarstílum og lokategundum eins og mávavængjum, J-leiðum, botnpúðum og kúluröðum. Stærðir, sníkjudýraáhrif, samsetningarmörk og langtímaálag skipta einnig máli. Skýr gátlisti hjálpar til við að bera saman rafmagns-, varma- og vélrænar þarfir.
Algengar spurningar [FAQ]
Hver er munurinn á IC-pakka og kísildís?
Kísildísinn er örgjörvahringrásin. IC-pakkinn heldur, verndar og tengir flöskuna við PCB-ið.
Hvað er sýnilegur hitapúði í IC-pakka?
Það er málmpúði undir umbúðunum sem flytur hita inn í prentplötuna þegar lóðað er.
Hvað þýðir MSL í IC pökkum?
MSL (rakanæmisstig) sýnir hversu auðvelt er að IC-pakki skemmist af raka við endurflæðislóðun.
Hvað er IC pakka-warpage?
Beygja er beygja IC pakka, sem getur valdið veikum eða ójöfnum lóðmótum.
Hvernig er Pin 1 merktur á IC pakka?
Pinni 1 er merktur með punkti, hakki, dimpli eða skornu horni á huldu pakkans.
Hver er munurinn á milli hæðar- og PCB-sporbils?
Pitch er bilið milli pakkaterminala. Rásarbil á PCB er bilið milli koparspora á PCB.