Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μικρού περιγράμματος (SOIC) είναι ένα συμπαγές πακέτο τσιπ που χρησιμοποιείται σε πολλές ηλεκτρονικές συσκευές. Καταλαμβάνει λιγότερο χώρο από τις παλαιότερες συσκευασίες και λειτουργεί καλά με επιφανειακή τοποθέτηση. Τα SOIC βρίσκονται σε διαφορετικά μεγέθη, τύπους και χρήσεις σε πολλά πεδία. Αυτό το άρθρο εξηγεί λεπτομερώς τα χαρακτηριστικά SOIC, τις παραλλαγές, την απόδοση, τη διάταξη και πολλά άλλα.
Γ1. Επισκόπηση SOIC
Γ2. Εφαρμογές πακέτων SOIC
Γ3. Παραλλαγές SOIC και οι διακρίσεις τους
Γ4. Τυποποίηση SOIC
Γ5. SOIC Θερμική και Ηλεκτρική Απόδοση
Γ6. Συμβουλές διάταξης PCB SOIC
Γ7. Συμβουλές συναρμολόγησης και συγκόλλησης SOIC
Γ8. Αξιοπιστία SOIC και μετριασμός αστοχιών
Γ9. Δομή και διαστάσεις πακέτου SOIC
Γ10. Συμπέρασμα
Συχνές Ερωτήσεις
Επισκόπηση SOIC
Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μικρού περιγράμματος (SOIC) είναι ένας τύπος πακέτου τσιπ που χρησιμοποιείται σε πολλές ηλεκτρονικές συσκευές. Είναι κατασκευασμένο για να είναι μικρότερο και λεπτότερο από παλαιότερους τύπους όπως το DIP (Dual Inline Package), το οποίο βοηθά στην εξοικονόμηση χώρου στις πλακέτες κυκλωμάτων. Τα SOIC έχουν σχεδιαστεί για να κάθονται επίπεδα στην επιφάνεια της πλακέτας, πράγμα που σημαίνει ότι είναι ιδανικά για συσκευές που πρέπει να είναι συμπαγείς. Τα μεταλλικά πόδια, που ονομάζονται καλώδια, προεξέχουν από τα πλάγια σαν μικρά λυγισμένα σύρματα και διευκολύνουν τις μηχανές να τα τοποθετήσουν και να τα κολλήσουν κατά την παραγωγή. Αυτά τα τσιπ διατίθενται σε διαφορετικά μεγέθη και αριθμό ακίδων, ανάλογα με το τι χρειάζεται το κύκλωμα. Βοηθούν επίσης να διατηρούνται τα πράγματα οργανωμένα και να βελτιώνουν το πόσο καλά χειρίζεται η συσκευή τη θερμότητα και τον ηλεκτρισμό. Λόγω όλων αυτών των πλεονεκτημάτων, τα SOIC χρησιμοποιούνται σήμερα στα ηλεκτρονικά.
Εφαρμογές πακέτων SOIC
Καταναλωτικά Ηλεκτρονικά
Τα SOIC χρησιμοποιούνται σε τσιπ ήχου, συσκευές μνήμης και προγράμματα οδήγησης οθόνης. Το μικρό τους μέγεθος εξοικονομεί χώρο στο ταμπλό και υποστηρίζει συμπαγή σχέδια προϊόντων.
Ενσωματωμένα συστήματα
Αυτά τα πακέτα είναι κοινά σε μικροελεγκτές και IC διεπαφής. Τοποθετούνται εύκολα και ταιριάζουν καλά σε μικρούς πίνακες ελέγχου.
Ηλεκτρονικά Αυτοκινήτων
Τα SOIC χρησιμοποιούνται σε ελεγκτές κινητήρα, αισθητήρες και ρυθμιστές ισχύος. Διαχειρίζονται καλά τη θερμότητα και τους κραδασμούς σε περιβάλλοντα οχημάτων.
Βιομηχανικός αυτοματισμός
Χρησιμοποιούνται σε οδηγούς κινητήρα και μονάδες ελέγχου, τα SOIC υποστηρίζουν σταθερή και μακροχρόνια λειτουργία. Βοηθούν στην εξοικονόμηση χώρου PCB σε βιομηχανικά συστήματα.
Συσκευές επικοινωνίας
Τα SOIC βρίσκονται σε μόντεμ, πομποδέκτες και κυκλώματα δικτύωσης. Προσφέρουν αξιόπιστη απόδοση σήματος σε συμπαγή σχέδια.
Παραλλαγές SOIC και οι διακρίσεις τους
SOIC-N (Στενός τύπος)
Το SOIC-N είναι η πιο κοινή έκδοση του πακέτου ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μικρού περιγράμματος. Έχει τυπικό πλάτος σώματος 3,9 mm και χρησιμοποιείται ευρέως σε κυκλώματα γενικής χρήσης. Προσφέρει καλή ισορροπία μεγέθους, ανθεκτικότητας και ευκολίας συγκόλλησης, καθιστώντας το κατάλληλο για τα περισσότερα σχέδια επιφανειακής τοποθέτησης.
SOIC-W (Ευρυγώνιος τύπος)
Η παραλλαγή SOIC-W έχει φαρδύτερο σώμα, 7,5 χλστ. Το επιπλέον πλάτος επιτρέπει περισσότερο εσωτερικό χώρο, καθιστώντας το ιδανικό για IC που απαιτούν μεγαλύτερες μήτρες πυριτίου ή καλύτερη απομόνωση τάσης. Προσφέρει επίσης βελτιωμένη απαγωγή θερμότητας.
SOJ (Μικρό περίγραμμα J-Lead)
Οι συσκευασίες SOJ έχουν καλώδια σχήματος J που διπλώνουν κάτω από το σώμα του IC. Αυτός ο σχεδιασμός τα καθιστά πιο συμπαγή αλλά πιο δύσκολο να επιθεωρηθούν μετά τη συγκόλληση. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε μονάδες μνήμης.
MSOP (Μίνι πακέτο μικρού περιγράμματος)
Το MSOP είναι μια μικροσκοπική έκδοση του SOIC, που προσφέρει μικρότερο αποτύπωμα και χαμηλότερο ύψος. Είναι ιδανικό για φορητές και φορητές ηλεκτρονικές συσκευές όπου ο χώρος της πλακέτας είναι περιορισμένος.
HSOP (Πακέτο μικρού περιγράμματος ψύκτρας)
Οι συσκευασίες HSOP περιλαμβάνουν ένα εκτεθειμένο θερμικό επίθεμα που βελτιώνει τη μεταφορά θερμότητας στο PCB. Αυτό τα καθιστά κατάλληλα για IC ισχύος και κυκλώματα οδήγησης που παράγουν περισσότερη θερμότητα.
Τυποποίηση SOIC
| Στάνταρ Αμάξωμα | Περιοχή / Προέλευση | Σκοπός / Κάλυψη | Συνάφεια με το SOIC |
|---|---|---|---|
| JEDEC (Κοινό Συμβούλιο Μηχανικής Συσκευών Ηλεκτρονίων) | Ηνωμένες Πολιτείες | Καθορίζει μηχανικά πρότυπα και πρότυπα συσκευασίας για IC | Τα MS-012 (SOIC-N) και MS-013 (SOIC-W) ορίζουν μεγέθη και διαστάσεις |
| JEITA (Ιαπωνική Ένωση Ηλεκτρονικών και Βιομηχανιών Πληροφορικής) | Ιαπωνία | Θέτει σύγχρονα πρότυπα συσκευασίας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων | Ευθυγραμμίζεται με τις παγκόσμιες οδηγίες SOIC για το σχεδιασμό SMT |
| EIAJ (Ένωση Ηλεκτρονικών Βιομηχανιών της Ιαπωνίας) | Ιαπωνία | Παλαιού τύπου πρότυπα που χρησιμοποιούνται σε παλαιότερες διατάξεις PCB | Ορισμένα αποτυπώματα SOIC-W εξακολουθούν να ακολουθούν τις αναφορές EIAJ |
| IPC-7351 | Διεθνή | Τυποποίηση μοτίβου γης και αποτυπώματος PCB | Καθορίζει μεγέθη μαξιλαριών, φιλέτα συγκόλλησης και ανοχές για συσκευασίες SOIC |
SOIC Θερμική και Ηλεκτρική Απόδοση
| Παράμετρος | Αξία / Περιγραφή |
|---|---|
| Θερμική αντίσταση (θJA) | 80–120 °C/W ανάλογα με την επιφάνεια χαλκού του σκάφους |
| Διασταύρωση με υπόθεση (θJC) | 30–60 °C/W (καλύτερη σε παραλλαγές θερμικών μαξιλαριών) |
| Διαρροή ισχύος | Κατάλληλο για IC χαμηλής έως μέσης ισχύος |
| Επαγωγή μολύβδου | \~6–10 nH ανά μόλυβδο (μέτρια) |
| Χωρητικότητα μολύβδου | Χαμηλός; υποστηρίζει σταθερά αναλογικά και ψηφιακά σήματα |
| Τρέχουσα ικανότητα | Περιορίζεται από το πάχος του μολύβδου και τη θερμική άνοδο |
Συμβουλές διάταξης PCB SOIC
Αντιστοιχίστε το μέγεθος του μαξιλαριού με τις διαστάσεις του μολύβδου
Βεβαιωθείτε ότι το μήκος και το πλάτος του μαξιλαριού PCB ταιριάζουν πολύ με το μέγεθος του καλωδίου φτερού γλάρου του SOIC. Αυτό προάγει τον σωστό σχηματισμό αρμών συγκόλλησης και τη μηχανική σταθερότητα κατά τη συγκόλληση με επαναροή. Τα τακάκια που είναι πολύ μικρά ή πολύ μεγάλα μπορεί να προκαλέσουν αδύναμους αρμούς ή ελαττώματα συγκόλλησης.
Χρησιμοποιήστε επιθέματα που ορίζονται από μάσκα συγκόλλησης
Ο καθορισμός μαξιλαριών με όρια μάσκας συγκόλλησης βοηθά στην αποφυγή γεφύρωσης συγκόλλησης μεταξύ των ακίδων, ειδικά για SOIC λεπτού βήματος. Αυτό βελτιώνει τον έλεγχο της ροής συγκόλλησης και αυξάνει την απόδοση κατά την παραγωγή μεγάλου όγκου.
Αφήστε τα φιλέτα συγκόλλησης στις πλευρές του μολύβδου
Σχεδιάστε τη διάταξη του μαξιλαριού για να επιτρέψετε ορατά φιλέτα συγκόλλησης στις πλευρές των καλωδίων SOIC. Αυτά τα φιλέτα ενισχύουν την αντοχή της άρθρωσης και διευκολύνουν την οπτική επιθεώρηση, καθιστώντας ευκολότερο τον εντοπισμό κακής συγκόλλησης κατά τους ποιοτικούς ελέγχους.
Αποφύγετε τη μάσκα συγκόλλησης μεταξύ των ακίδων
Η αφαίρεση ελάχιστης ή καθόλου μάσκας συγκόλλησης μεταξύ των ακίδων μειώνει τον κίνδυνο ταφικής πέτρας και ανομοιόμορφης διαβροχής της συγκόλλησης. Επιτρέπει επίσης την καλύτερη κατανομή της πάστας συγκόλλησης στα καλώδια.
Προσθέστε θερμικές διόδους για εκτεθειμένα επιθέματα
Εάν η παραλλαγή SOIC περιλαμβάνει ένα εκτεθειμένο θερμικό επίθεμα, προσθέστε πολλαπλές διόδους κάτω από το επίθεμα για να βοηθήσετε στη διάχυση της θερμότητας στα εσωτερικά στρώματα χαλκού ή στο επίπεδο γείωσης. Αυτό ενισχύει τη θερμική απόδοση σε εφαρμογές ισχύος.
Ακολουθήστε τις οδηγίες IPC-7351B
Χρησιμοποιήστε τα πρότυπα IPC-7351B για να επιλέξετε το σωστό επίπεδο πυκνότητας μοτίβου γης:
• Επίπεδο Α: Για σανίδες χαμηλής πυκνότητας
• Επίπεδο Β: Για ισορροπημένη απόδοση και δυνατότητα κατασκευής
• Επίπεδο Γ: Για διατάξεις υψηλής πυκνότητας
Συμβουλές συναρμολόγησης και συγκόλλησης SOIC
Εφαρμογή πάστας συγκόλλησης
Χρησιμοποιήστε ένα στένσιλ από ανοξείδωτο χάλυβα πάχους 100 - 120 μm για να εφαρμόσετε ομοιόμορφα την πάστα συγκόλλησης σε όλα τα τακάκια SOIC. Ο σταθερός όγκος πάστας εξασφαλίζει ισχυρούς και ομοιόμορφους αρμούς συγκόλλησης, ενώ ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο γεφύρωσης συγκόλλησης ή ανοιχτών ακίδων.
Προφίλ συγκόλλησης Reflow
Διατηρείται μέγιστη θερμοκρασία επαναροής 240 - 245 °C. Ακολουθείτε πάντα το συνιστώμενο θερμικό προφίλ IC, συμπεριλαμβανομένων των κατάλληλων σταδίων προθέρμανσης, εμποτισμού, επαναροής και ψύξης. Αυτό αποτρέπει τη ζημιά των εξαρτημάτων και εξασφαλίζει αξιόπιστο σχηματισμό αρμών.
Συγκόλληση με το χέρι
Τα SOIC μπορούν να συγκολληθούν με το χέρι χρησιμοποιώντας συγκολλητικό σίδερο με λεπτή άκρη και σύρμα συγκόλλησης 0.5 mm. Διατηρήστε την άκρη καθαρή και χρησιμοποιήστε μέτρια θερμότητα για να σχηματίσετε λείες αρθρώσεις. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για πρωτότυπα ή συναρμολόγηση χαμηλού όγκου όπου δεν είναι διαθέσιμη η επαναροή.
Επιθεώρηση
Μετά τη συγκόλληση, επιθεωρήστε τους αρμούς χρησιμοποιώντας οπτικό μικροσκόπιο ή σύστημα AOI. Ελέγξτε για καλοσχηματισμένα πλαϊνά φιλέτα, ομοιόμορφη κάλυψη συγκόλλησης και απουσία σορτς ή κρύων αρμών για να επαληθεύσετε την ποιότητα συναρμολόγησης.
Επανεπεξεργασία και επισκευή
Η επανεπεξεργασία των SOIC μπορεί να γίνει με εργαλεία θερμού αέρα ή συγκολλητικό σίδερο. Αποφύγετε την παρατεταμένη θέρμανση καθώς μπορεί να προκαλέσει αποκόλληση PCB ή ανύψωση μαξιλαριών. Εφαρμόστε ροή και θερμότητα προσεκτικά για να αφαιρέσετε ή να αντικαταστήσετε το εξάρτημα χωρίς να καταστρέψετε την πλακέτα.
Αξιοπιστία SOIC και μετριασμός αστοχιών
| Λειτουργία αποτυχίας | Κοινή αιτία | Στρατηγική Πρόληψης |
|---|---|---|
| Ρωγμές αρμών συγκόλλησης | Επαναλαμβανόμενος θερμικός κύκλος | Χρησιμοποιήστε επιθέματα θερμικής ανακούφισης και παχύτερα στρώματα χαλκού |
| Ποπ κορν | Υγρασία παγιδευμένη στο καλούπι | Ψήστε τα SOIC στους 125 °C πριν τη συγκόλληση |
| Ανύψωση / Αποκόλληση Μολύβδου | Υπερβολική θερμότητα συγκόλλησης | Εφαρμογή ελεγχόμενης επαναροής με σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας |
| Βλάβη μηχανικής καταπόνησης | Κάμψη PCB, δόνηση ή κρούση | Χρησιμοποιήστε ενισχυτικά PCB ή υποπλήρωση για να μειώσετε την πίεση |
Δομή και διαστάσεις πακέτου SOIC
| Χαρακτηριστικό | Περιγραφή |
|---|---|
| Αριθμός δυνητικών πελατών | Συνήθως κυμαίνεται από 8 έως 28 ακίδες |
| Προβάδισμα | Τυπική απόσταση 1,27 mm (50 mils) |
| Πλάτος σώματος | Στενό (3,9 mm) ή φαρδύ (7,5 mm) |
| Τύπος μολύβδου | Μύτες με φτερά γλάρου κατάλληλοι για επιφανειακή τοποθέτηση |
| Ύψος συσκευασίας | Από 1,5 mm έως 2,65 mm |
| Ενθυλάκωση | Μαύρη εποξειδική ρητίνη για φυσική προστασία |
| Θερμοφόρα | Ορισμένες εκδόσεις έχουν μεταλλικό μαξιλαράκι από κάτω |
Συμπέρασμα
Τα πακέτα SOIC είναι αξιόπιστα, εξοικονομούν χώρο και είναι κατάλληλα τόσο για μικρά όσο και για πολύπλοκα κυκλώματα. Με διαφορετικούς τύπους διαθέσιμους, ταιριάζουν σε πολλές εφαρμογές. Η τήρηση των οδηγιών διάταξης, συγκόλλησης και χειρισμού βοηθά στην αποφυγή προβλημάτων και διασφαλίζει καλή απόδοση. Η κατανόηση των φύλλων δεδομένων και των προτύπων υποστηρίζει επίσης καλύτερο σχεδιασμό και συναρμολόγηση.
Συχνές Ερωτήσεις
11.1. Είναι συμβατά τα πακέτα SOIC RoHS;
Ναι. Τα περισσότερα σύγχρονα πακέτα SOIC είναι συμβατά με RoHS και χρησιμοποιούν φινιρίσματα χωρίς μόλυβδο, όπως ματ κασσίτερο ή NiPdAu. Να επιβεβαιώνετε πάντα τη συμμόρφωση στο φύλλο δεδομένων του στοιχείου.
11.2. Μπορούν τα τσιπ SOIC να χρησιμοποιηθούν για κυκλώματα υψηλής συχνότητας;
Μόνο σε ένα όριο. Τα SOIC λειτουργούν καλά για μέτριες συχνότητες, αλλά η επαγωγή μολύβδου τους τα καθιστά λιγότερο κατάλληλα για σχέδια ραδιοσυχνοτήτων υψηλής συχνότητας.
11.3. Τα εξαρτήματα SOIC χρειάζονται ειδικές συνθήκες αποθήκευσης;
Ναι. Πρέπει να φυλάσσονται σε στεγνή, σφραγισμένη συσκευασία. Εάν εκτεθούν σε υγρασία, μπορεί να χρειαστούν ψήσιμο πριν από τη συγκόλληση για να αποφευχθεί η ζημιά.
11.4. Μπορούν τα εξαρτήματα SOIC να συγκολληθούν με το χέρι;
Ναι. Το βήμα μολύβδου 1.27 mm καθιστά ευκολότερη τη συγκόλληση με το χέρι σε σύγκριση με τα IC λεπτού βήματος.
11.5. Ποιος αριθμός επιπέδων PCB λειτουργεί καλύτερα με πακέτα SOIC;
Τα SOIC λειτουργούν τόσο σε PCB 2 επιπέδων όσο και σε πολυστρωματικά PCB. Για ανάγκες ισχύος ή θερμότητας, οι πλακέτες πολλαπλών στρώσεων με επίπεδα γείωσης αποδίδουν καλύτερα.
11.6. Είναι το SOIC και το SOP το ίδιο;
Σχεδόν. Το SOIC είναι ο όρος JEDEC, ενώ το SOP είναι ένα παρόμοιο όνομα πακέτου που χρησιμοποιείται στην Ασία. Συχνά είναι εναλλάξιμα αλλά μπορεί να έχουν μικρές διαφορές μεγέθους.