Pakiet podwójny (DIP): przegląd

W świecie elektroniki, jak pakujemy i łączymy małe układy komputerowe, zwane obwodami zintegrowanymi (ICS), jest bardzo ważne.Jednym typem opakowań, który był używany od dłuższego czasu, jest podwójny pakiet wbudowany lub w skrócie.Ten rodzaj opakowania ma dwa rzędy metalowych pinów, które ułatwiają podłączenie układu z innymi częściami.Pakiety DIP są łatwe w użyciu i niezawodne, dlatego są popularne od wielu lat.W tym artykule przyjrzymy się opakowaniu DIP, różnych rodzajach dipów, ich historii, sposobu ich tworzenia i jak porównują się do nowszych typów opakowań, takich jak SOIC.Niezależnie od tego, czy jesteś doświadczonym inżynierem elektronicznym, czy po prostu ciekawy, jak działa elektronika, zrozumienie opakowania DIP jest bardzo pomocne.

Katalog

Rysunek 1: Pakiet podwójny (DIP)

Co to jest pakiet podwójny?

Podwójny pakiet wbudowany (DIP) to rodzaj opakowania zintegrowanego obwodu (IC), które ma dwa rzędy metalowych pinów po bokach prostokątnego obudowy.Te piny łączą IC z płytką drukowaną, albo lutowanie bezpośrednio na drukowanej płycie drukowanej (PCB) lub przez wstawienie do gniazda zanurzenia w celu łatwego usuwania.Pakiety DIP są szeroko stosowane w przypadku różnych komponentów elektronicznych, w tym ICS, przełączników, diod LED, wyświetlaczy siedmiosegmentowych, wyświetlaczy wykresów słupkowych i przekaźników.Ich konstrukcja sprawia, że ​​montaż jest łatwy i zapewnia niezawodne połączenia.Struktura składa się z prostokątnego układu chipowego z dwoma rzędami równomiernie rozmieszczonych szpilek, które upraszcza projekt i układ PCB.Ta konfiguracja pozwala na bezpieczne połączenia po zamontowaniu na PCB.

Opakowanie DIP oferuje takie korzyści, jak łatwość lutowania i montażu, odpowiednie zarówno do procesów ręcznych, jak i zautomatyzowanych.Zapewnia dobre rozpraszanie ciepła, co jest ważne dla utrzymania wydajności i żywotności elementów elektronicznych.Podwójny układ w linii umożliwia łatwą wymianę komponentów bez uszkodzenia otaczającego obwodu, dzięki czemu pakiety DIP są idealne do prototypowania i częstego zamiany komponentów.Chociaż w dużej mierze zastąpiono technologią montowania powierzchni (SMT) we współczesnej elektronice, DIP pozostaje cenny ze względu na jego trwałość, łatwość obsługi i prosty montaż.Spójny układ PIN i silny projekt pakietów DIP nadal obsługują ich zastosowanie w różnych zastosowaniach elektronicznych.

Rodzaje podwójnych pakietów wbudowanych

Technologia podwójnego pakietu wbudowanego (DIP) obejmuje kilka rodzajów, każdy z specjalnymi funkcjami i zastosowaniami.Te typy są stworzone w celu zaspokojenia różnych potrzeb i działają dobrze w różnych sytuacjach.

Dip ceramiczny (CDIP)

Ryc. 2: Ceramiczne dip ceramiczny

Dipowie ceramiczne znane są z doskonałej wydajności elektrycznej i silnej odporności na ciepło, wilgoć i wstrząs.Materiał ceramiczny zmniejsza zakłócenia sygnałami elektrycznymi, dzięki czemu CDIP są doskonałe do zastosowań o wysokiej częstotliwości.Twardość ceramiki sprawia, że ​​te pakiety są bardzo trwałe i dobre dla trudnych środowisk o ekstremalnych temperaturach i wilgotności.

Dip z tworzywa sztucznego (PDIP)

Rycina 3: Z dupy z tworzywa sztucznego

Dip z tworzywa sztucznego mają dwa równoległe rzędy pinów, które zapewniają stabilne połączenia z obwodem zintegrowanym (IC).Materiał z tworzywa sztucznego oferuje dobrą izolację, chroniąc IC przed czynnikami zewnętrznymi i zapobiegając szortach elektrycznych.PDIP są szeroko stosowane w elektronice użytkowej, ponieważ są opłacalne i zapewniają wystarczającą ochronę dla większości zastosowań.

Kurczenie się dipu z tworzywa sztucznego (SPDIP)

Rycina 4: kurczenie się plastikowych dipów

Spadek z plastikowych spadków jest zaprojektowany tak, aby oszczędzać przestrzeń na płytkach obwodowych poprzez mniejszy wysokość ołowiu 0,07 cala (1,778 mm).Ten mniejszy ton pozwala na gęstszy układ części na planszy, dzięki czemu SPDIP są bardzo przydatne w małych urządzeniach elektronicznych, w których przestrzeń jest ograniczona.Pomimo mniejszych rozmiarów, SPDIP utrzymują wytrzymałość połączeń elektrycznych i właściwości ochronne plastikowych spadków.

Chude dip (sdip)

Rysunek 5: Chude dipy

Chude dipy są godne uwagi ze względu na ich mniejszą szerokość 7,62 mm i odległość środka pin 2,54 mm.Ten mniejszy rozmiar jest pomocny w aplikacjach wymagających wąskiego pakietu, aby zmieściła się w ciasnych przestrzeniach na płycie drukowanej.Konsekwentne odstępy nad pinem zapewniają ich łatwe stosowanie ze standardowymi technikami montażu przez otwór, dopasowując istniejące projekty bez konieczności specjalnych zmian.

Każdy rodzaj pakietu DIP jest zaprojektowany tak, aby zaspokoić określone potrzeby, od bycia wyjątkowo trwałym w trudnych środowiskach po oszczędzanie miejsca w małych urządzeniach.Rozumiejąc unikalne funkcje i zastosowania każdego typu DIP, projektanci mogą wybrać najlepsze opakowanie dla swoich zintegrowanych obwodów, zapewniając, że działają dobrze i trwają długie w swoich systemach elektronicznych.

Ewolucja pakietu DIP

Pakiet podwójny (DIP) został stworzony przez Bryanta Bucka Rogersa z Fairchild Semiconductor w 1964 roku. Wprowadził prostokątną obudowę z dwoma rzędami szpilków, zmieniając sposób podłączania obwodów zintegrowanych (ICS).Pierwszy dip miał 14 pinów, projekt nadal używany.

Prostokątny kształt dipu umożliwia montaż większej liczby komponentów na płytce drukowanej, dzięki czemu idealnie nadaje się do opracowania mniejszych, bardziej złożonych urządzeń.Dwa rzędy pinów sprawiają, że połączenie z PCB są bardziej niezawodne i łatwiejsze.

Opakowanie DIP było idealne do zautomatyzowanego montażu, umożliwiając montaż i lutowanie wielu układów ICS za pomocą lutowania fal.Ten skrócony czas i siła robocza.Posłużył również zautomatyzowane testy, zapewniając wysoką niezawodność i kontrolę jakości.

Wynalezienie uprawionego produkcji i umożliwiło opracowanie zaawansowanych urządzeń elektronicznych, wpływające na przyszłe innowacje opakowaniowe i prowadzące do miniaturyzacji obwodów zintegrowanych.

W latach 70. i 80. DIP był głównym opakowaniem mikroelektroniki ze względu na jego prostotę i montaż do otworu.Potrzeba mniejszych, bardziej wydajnych i większej gęstości komponentów doprowadziła do opracowania technologii montowania powierzchni (SMT) w XXI wieku.Pakiety SMT, takie jak PLCC i SOIC, zamontowane bezpośrednio na powierzchniach PCB, umożliwiając kompaktowe, lekkie wzory bez wiercenia otworów.

SMT zapewnił lepszą wydajność ze względu na krótsze długości ołowiu, ale stanowi wyzwania dla ręcznego obsługi i lutowania.Adaptery zostały utworzone, aby używać komponentów SMT w konfiguracjach DIP, łącząc zwartość z łatwością użytkowania.

Komponenty DIP były kiedyś popularne w przypadku programowalnych części ze względu na łatwe programowanie za pośrednictwem sprzętu zewnętrznego.Jednak technologia programowania (ISP) zmniejszyła potrzebę łatwego programowania DIP.Przemysł przeszedł na SMT, który wspiera ISP i oferuje wiele korzyści.

W latach 90. SMT zaczął zastępować DIP, szczególnie w przypadku komponentów z ponad 20 szpilkami.Komponenty SMT są mniejsze, lżejsze i lepsze w przypadku projektów o dużej gęstości, umożliwiając wydajne zautomatyzowane montaż.Trend ten trwał do XXI wieku, a nowe komponenty zaprojektowane głównie dla SMT.

Pakiety DIP stały się mniej powszechne ze względu na ich duży rozmiar i większy ślad.Są mniej atrakcyjne dla nowoczesnych, wydajnych kosmicznych zastosowań i mają słabości mechaniczne i termiczne.Są jednak nadal wykorzystywane do celów prototypowych i edukacyjnych ze względu na ich łatwość obsługi i używania na deskach.Przejście na SMT odzwierciedla ruch branży w kierunku bardziej zaawansowanych, kompaktowych i wydajnych projektów.

Struktura zanurzenia

Rysunek 6: Struktura zanurzenia (podwójny pakiet wbudowany)

Dip (podwójny pakiet wbudowany) ma kilka ważnych części:

Ołowiana rama

Rzeka prowadząca to cienka metalowa rama, która trzyma krzem i łączy ją ze światem zewnętrznym.Zwykle wykonany z miedzi lub stopu miedzi, rama prowadzenia jest zbierana, ponieważ dobrze prowadzi energię elektryczną i jest silna.Ma wiele metalowych pinów, które połączą się z płytką drukowaną.Te piny upewniają się, że sygnały elektryczne mogą łatwo poruszać się między krzemem a obwodami zewnętrznymi.

Podłoże pakietu

Podłoże opakowania to cienki kawałek materiału izolacyjnego, który podtrzymuje i oddziela ramkę ołowiową i krzem.Wykonany z materiałów takich jak żywica epoksydowa lub plastik, podłoże jest wybierane ze względu na jego właściwości izolacyjne i trwałość.Upewnia się, że połączenia elektryczne są stabilne i oddzielne, zapobiegając krótkim obwodom i innym problemom elektrycznym.

Die krzemu

Najważniejszą częścią pakietu DIP jest krzem, który zawiera obwody elektroniczne, które sprawiają, że IC działał.Ta matryca jest małym kawałkiem krzemu, starannie wykonanym i poddanym różnym elementami w celu stworzenia tranzystorów, diod, rezystorów i innych części wykorzystywanych podczas operacji układu IC.Krzem krzemowy jest zwykle przymocowany do ramy ołowiowej za pomocą kleju, zapewniając stabilność i dobrą przewodnictwo cieplne.

Złote druciane

Aby podłączyć krzem z ramką ołowiową, używane są złote drutbondy.Te cienkie złote przewody są przymocowane do punktów kontaktowych na krzemowej matrycy i pasujących punktach na prowadzeniu.Złoto jest używane, ponieważ dobrze prowadzi energię elektryczną i nie rdzewieje, zapewniając niezawodne połączenia elektryczne przez cały okres życia urządzenia.Proces wirusowania jest bardzo ważny, ponieważ tworzy ścieżki, przez które sygnały elektryczne przemieszczają się między śmiercią krzemu a światem zewnętrznym.

Overmold polimeru

Overmold polimeru jest powłoką ochronną, która obejmuje ramkę prowadząca, podłoże opakowania, krzem i złote przewody.Ten przewyższenie jest zwykle wytwarzane z epoksydowego lub plastikowego związku, wybranego ze względu na jego właściwości ochronne.Overmold zapewnia ochronę mechaniczną, chroniąc delikatne wewnętrzne elementy przed uszkodzeniem fizycznym i czynnikami środowiskowymi, takimi jak wilgoć i kurz.Pomaga także powstrzymać zanieczyszczenia, które mogą wpłynąć na wydajność układu IC.

Plusy i wady podwójnego pakietu wbudowanego

Profesjonaliści

Jedną z głównych zalet podwójnego pakietu (DIP) jest jego prostota i niski koszt.Podstawowa konstrukcja pakietów DIP sprawia, że ​​są one łatwe do wykonania, co pomaga utrzymać niskie koszty produkcji.Ta prostota rozciąga się również na proces montażu, ponieważ komponenty DIP działają dobrze z technikami montażu.Proces ten polega na umieszczeniu leków komponentów w otworach na drukowanej płycie drukowanej (PCB) i lutowanie ich na miejscu.Ta metoda działa dobrze zarówno w przypadku linii montażowych ręcznych, jak i zautomatyzowanych, dzięki czemu Dip jest idealny do produkcji na dużą skalę.

Kolejną przydatną cechą pakietów DIP jest ich dobre zarządzanie ciepłem.Konstrukcja przez otwór pozwala ciepło wytwarzanemu przez komponent skuteczniejsze rozprzestrzenianie się na płytkę drukowaną, co pomaga utrzymać niezawodne i długotrwałe obwód.Ponadto komponenty zanurzenia są łatwe do wymiany bez uszkodzenia pobliskich części.Jest to szczególnie przydatne do prototypowania i testowania, w których komponenty mogą wymagać często wymieniania.

Cons

Pomimo tych korzyści istnieje pewne wady korzystania z pakietów DIP.Jedną z głównych wad jest ilość przestrzeni, którą zajmują na płycie drukowanej.W porównaniu z pakietami technologii powierzchniowych (SMT) komponenty zanurzenia są większe i zajmują więcej miejsca na PCB.To sprawia, że ​​są mniej odpowiednie do zastosowań, w których przestrzeń jest ograniczona lub gdzie duża liczba komponentów musi zmieścić się w niewielkim obszarze.

Pakiety DIP nie są również najlepszym wyborem dla zastosowań o dużej gęstości ze względu na ich ograniczone odstępy PIN.Standardowa odległość 0,1 cala (2,54 mm) między szpinami ogranicza liczbę połączeń, które można wykonać w danym obszarze.Może to być poważny problem dla złożonych obwodów, które wymagają wielu połączeń w małej przestrzeni.

Szpilki dipu

Rysunek 7: Piny 40-pinowego zanurzenia (podwójny pakiet w linii)

Części Dip mają standardowe rozmiary, które następują po zasadach JEDEC.Przestrzeń między dwoma pinami (zwaną tonem) wynosi 0,1 cala (2,54 mm).Przestrzeń między dwoma rzędami pinów zależy od liczby pinów w opakowaniu.Wspólne odstępy w rzędach wynoszą 0,3 cala (7,62 mm) lub 0,6 cala (15,24 mm).Liczba pinów w pakiecie DIP jest zawsze liczbą parzystą, od 8 do 64.

Charakterystyka elektryczna komponentów DIP

Komponenty z podwójnym pakietem (DIP) mają pewne cechy elektryczne, które wpływają na to, jak dobrze działają i jak długo trwają.

• Życie elektryczne: Te części są testowane na 2000 cykli na 24 wolcie DC i 25 miliampów.Ten test zapewnia, że ​​są one silne i niezawodne z czasem.

• Prąd oceniany: W przypadku przełączników używanych rzadziej mogą one obsługiwać do 100 miliampów z napięciem 50 woltów prądu stałego.W przypadku przełączników używanych częściej mogą obsługiwać 25 miliampów o napięciu 24 woltów DC.

• Opór kontaktu: Gdy nowy opór kontaktu nie powinien wynosić więcej niż 50 milliohmów.Po przetestowaniu nie powinno przekraczać 100 mililihmów.Mierzy to, ile oporu jest w punktach kontaktowych.

• Odporność na izolację: Powinno to wynosić co najmniej 100 megohms przy 500 woltach DC.Ta wysoka oporność zapobiega niepożądanym przepływowi prądu między różnymi częściami.

• wytrzymanie napięcia: Te elementy mogą obsługiwać do 500 woltów AC przez jedną minutę.Oznacza to, że mogą przetrwać nagłe wzrost napięcia bez niepowodzenia.

• Pojemność międzyelektrodowa: Nie powinno to być więcej niż 5 pikofarad.Niska pojemność pomaga zmniejszyć zakłócenia i utrzymuje sygnały, szczególnie w zastosowaniach o wysokiej częstotliwości.

• Konfiguracje obwodów: Komponenty zanurzenia występują w różnych typach, takich jak jednocześnie, pojedyncze rzut (SPST) i podwójne, podwójne wyrzuty (DPDT).Daje to więcej opcji kontrolowania obwodów w różnych projektach.

Dip vs Soic

Rysunek 8: Dip (podwójny pakiet rzędowy) i SOIC (obwód zintegrowany mały kontur)

Podwójny pakiet rzędowy (DIP) i mały obwód zintegrowany (SOIC) to dwa popularne rodzaje opakowań dla obwodów zintegrowanych (ICS).Każdy typ ma inne funkcje, które sprawiają, że jest odpowiedni do niektórych zastosowań, a znajomość tych różnic pomaga w wyborze odpowiedniego pakietu do projektu elektronicznego.

Dip lub podwójny pakiet wbudowany ma dwa rzędy metalowych pinów rozciągających się z każdej strony prostokątnego ciśnienia plastikowego lub ceramicznego.Piny te można lutować bezpośrednio na drukowanej płycie drukowanej (PCB) przez wywiercone otwory lub włożyć do gniazda.Projekt zanurzenia jest idealny do montażu przez otwór, które polega na umieszczeniu wkładania przewodów komponentu w otworach wywierconych w PCB i lutowaniu ich po drugiej stronie.Ta metoda zapewnia silne połączenia i jest dobra do aplikacji wymagających trwałych i solidnych połączeń.

Natomiast obwód zintegrowany SOIC lub mały zarys jest zaprojektowany do technologii montowania powierzchni (SMT).Pakiety SOIC są mniejsze i lżejsze niż zanurzenie, z krótszymi potencjalnymi potencjalnymi klientami łączącymi IC do PCB.Te przewody, zwane przewodami, rozciągają się z boków opakowania i zginają się w dół, umożliwiając IC na płasko na powierzchni PCB.Proces SMT polega na umieszczeniu komponentów na powierzchni PCB i lutowaniu ich bezpośrednio do planszy, eliminowaniu potrzeby wiercenia otworów i zmniejszenia złożoności produkcji i kosztów.

Jedną główną zaletą pakietów SOIC jest ich kompaktowy rozmiar.Mniejszy ślad SOC pozwala na więcej komponentów na PCB, co jest bardzo przydatne w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych, w których przestrzeń jest ograniczona.Ponadto krótsze przewody w pakietach SOIC poprawiają wydajność elektryczną poprzez zmniejszenie niepożądanej indukcyjności i pojemności, co może wpływać na jakość sygnału i prędkość.

Pakiety zanurzenia, choć większe i większe, oferują korzyści, które sprawiają, że są one preferowane w niektórych sytuacjach.Zasadniczo są one łatwiejsze w obsłudze i pracy podczas montażu, dzięki czemu są odpowiednie do prototypowania i celów edukacyjnych, w których komponenty mogą wymagać często wstawiania i usunięcia.Metoda montażu przez dziurę zastosowaną z DIPS zapewnia również większą stabilność mechaniczną, która jest przydatna w zastosowaniach narażonych na naprężenie fizyczne lub wibracje.

Koszt jest kolejnym głównym czynnikiem przy porównywaniu pakietów DIP i SOIC.Pakiety DIP są zwykle tańsze w produkcji, co czyni je opłacalnym wyborem dla prostych obwodów o niskiej gęstości.Jednak przewaga kosztowa może zmniejszyć się w produkcji o dużej objętości, w której korzyści płynące z automatycznego montażu SMT oraz zmniejszone wymagania dotyczące przestrzeni PCB pakietów SOIC mogą prowadzić do niższych kosztów ogólnych.

Ta tabela podkreśla główne różnice między pakietami DIP i SOIC:

Funkcja	ZANURZAĆ	Soic
Szpilka Liczyć	Do 64 szpilki	Do 48 szpilków
Poziom	0,1 cala (2,54 mm)	0,5 mm do 1,27 mm
Rozmiar	Większy niż Soic	Mniejszy niż dip
Montaż przez otwór	Tak	NIE
Montaż powierzchni	NIE	Tak
Liczba ołowiu	Nawet	Parzyste czy nieparzyste
Pozycja ołowiu	Wline	Wręcz mew i j-lide
Wydajność elektryczna	Dobry	Lepsze niż zanurzenie
Koszt	Niższy niż SOC	Wyższy niż dip

Wniosek

Pakiet podwójny (DIP) od dawna jest znaczącą częścią branży elektronicznej, oferując niezawodny i prosty sposób podłączenia układów z innymi komponentami.Mimo że nowsze metody opakowań, takie jak technologia Mount Surface Mount (SMT), są teraz stosowane częściej, DIP jest nadal przydatny, szczególnie do testowania i uczenia się o elektronice.Patrząc na różne rodzaje dipów, ich historię, sposób ich tworzenia i porównując je z SOIC, widzimy, dlaczego opakowanie DIP jest nadal cenne.W miarę poprawy elektroniki podstawowe koncepcje opakowań DIP nadal pomagają w projektowaniu nowych urządzeń elektronicznych, pokazując, jak przydatna jest ta technologia.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Do czego służy podwójny pakiet wbudowany?

Do przechowywania obwodów zintegrowanych (ICS) i podłączenia do płytki drukowanej (PCB) służy do przechowywania zintegrowanych obwodów (DIP).Dwa rzędy pinów ułatwiają przymocowanie i lutowanie układu scalonego do płytki drukowanej lub wstawienie go do gniazda.Pakiety DIP są powszechnie stosowane w testowaniu nowych projektów, zestawów edukacyjnych i różnych urządzeń elektronicznych, ponieważ są one proste i niezawodne.

2. Co to jest 14-pinowe podwójne pakiet IC?

14-pinowy podwójny pakiet (DIP) to rodzaj pakietu IC z 14 metalowymi szpilkami ułożonymi w dwóch równoległych rzędach.Każdy rząd ma siedem pinów, dzięki czemu jest dobry dla obwodów średniej kompleksu.Ten typ pakietu jest często używany do podstawowych układów logicznych, wzmacniaczy operacyjnych i innych układów scalonych, które nie wymagają wielu połączeń, ale nadal wykonują przydatne zadania.

3. Co to jest pakiet LED lub podwójny pakiet in-line?

LED w podwójnym pakiecie wbudowanym (DIP) to dioda emitująca światło, która występuje w obudowie DIP.Ma dwa rzędy metalowych pinów, które pozwalają na łatwe zamontowanie na płytce drukowanej lub wstawki do gniazda.To opakowanie sprawia, że ​​LED trwały i łatwy w obsłudze, dzięki czemu diody LED zanurzenia są popularne w panelach wyświetlaczy, wskaźnikach i innych zastosowaniach wymagających światła widzialnego.

4. Jaka jest różnica między PDIP a pakietem DIP?

PDIP oznacza plastikowy podwójny pakiet wbudowany, który jest rodzajem dipu z plastikową obudową.Główną różnicą między PDIP a standardowym zanurzeniem jest materiał używany do obudowy.PDIP używa plastiku, dzięki czemu jest tańszy i lżejszy w porównaniu do ceramicznych lub innych materiałów używanych w niektórych dipach.Oba mają ten sam układ i funkcja pinu, ale różnią się wytrzymałość i odporność na ciepło.

5. Czym jest pojedynczy wbudowany w porównaniu z podwójnym wbudowanym?

Pojedynczy pakiet wbudowany (SIP) ma pojedynczy rząd szpinów, a podwójny pakiet rzędowy (DIP) ma dwa równoległe rzędy pinów.SIP są używane, gdy potrzebne są mniej połączeń, oszczędzając miejsce na płytce drukowanej.Dips, z dwoma rzędami pinów, są używane do bardziej złożonych obwodów wymagających większej liczby połączeń, oferujących lepszą stabilność i łatwiejsze montaż.

Overmold polimeru jest białkiem