Embalaje de IC:¿Cómo debemos elegir los diferentes tipos de empaque de IC?

IC es uno de los componentes esenciales de casi todas las tecnologías, por lo que continúan experimentando un gran crecimiento. ¿Estás trabajando en la industria electrónica? Si es así, debe comprender la importancia del empaquetado de circuitos integrados. Con un empaque IC eficiente, puede lograr mucho. Usted protege sus productos electrónicos, como PCB, de la corrosión o el daño físico.

Al leer este artículo, comprenderá más acerca de la importancia de que IC se comunique con el agente de carga usted mismo. Sin embargo, la mayoría de los proveedores chinos de PCB proporcionarán embalaje. Mejor aún, comprenderá varios tipos de paquetes de circuitos integrados y cuál se adapta más a usted.

(Un IC sobre un fondo blanco aislado)

1. ¿Qué es el empaquetado de circuitos integrados?

IC es el material que contiene un dispositivo semiconductor. Si abre su placa de circuito impreso, los verá. Por otro lado, el paquete es una caja que rodea el material del circuito para protegerlos, especialmente de la corrosión. También ofrece espacio para un fácil montaje de contactos electrónicos en una placa de circuito impreso.

En la fabricación de circuitos integrados, el embalaje es fundamental, aunque ocupa el último lugar en el proceso. Por lo tanto, el empaque de circuitos integrados es el revestimiento cuyo objetivo es proteger los componentes eléctricos del daño físico y la corrosión. También ayuda a sujetar cables y clavijas de contacto que conectan un dispositivo de circuitos externos.

2. ¿Cuáles son los tipos de paquetes de circuitos integrados?

Dos tipos de paquetes de IC son en su mayoría estándar. Dependen de su forma de montaje en una placa de circuito impreso. Ellos son:

2.1 Paquete de montaje de orificio pasante

El diseño del paquete de montaje de orificio pasante es simple. Aquí, monta los pines de plomo a través de un solo lado de la placa y suelda en la otra parte. Encuentran un uso intensivo en equipos electrónicos como un medio para compensar las limitaciones de costo y espacio de una placa. Bajo el montaje de orificio pasante, encontramos los siguientes tipos de paquetes:

Paquete DIP:

Estos son algunos de los paquetes IC más confiables. Si está lo suficientemente interesado, notará que los pines son paralelos entre sí. También se extendían algo perpendicularmente y se disponían sobre una carcasa de plástico negro. La carcasa es rectangular en la mayoría de los casos. Según el tamaño y la diferencia en el PIN, los tamaños de los paquetes variarán. En su mayoría, los números van del 4 al 64. Hay varios tipos de paquetes DIP. Sin embargo, el paquete en línea doble moldeado (MDIP) y el paquete en línea doble de plástico (PDIP) son los más comunes.

Estándar:

El estándar es otro tipo de paquete de montaje de orificio pasante. Si no lo sabía, el estándar es el tipo de paquete de circuitos integrados más común y popular. Muchos ensambladores de PCB y aquellos en la industria electrónica confían en este tipo de empaque. El espaciado de los pines aquí es de 0,1 pulgadas de distancia. El espacio entre las filas de terminales en este tipo de embalaje es de 7,62 mm.

Reducir:

Shrink es también otro paquete de montaje de circuito integrado de orificio pasante popular. Aunque los encogimientos son bastante similares a los estándar, el paso de plomo es de 1,778 mm. Son un poco más pequeños y tienden a emplear empaques de alta densidad de pines.

Zigzag (ZIP) en paquete lineal:

La inserción de pines en este tipo de empaque es perpendicular a la placa de circuito. La alineación de los pines en el paquete es vertical y tiende a sentarse cerca uno del otro. El empaque lineal en zigzag no era tan popular en la industria electrónica. Zigzag pasa a la historia como una tecnología de corta duración que se utilizó principalmente en chips de RAM dinámicos. Hoy en día, ya no hay muchos fabricantes de productos electrónicos que piensen en usarlo como paquetes IC. La mayoría de ellos confían en el paquete DIP, el estándar y el empaque retráctil.

2.1.1 Embalaje de montaje en superficie

El empaquetado de montaje en superficie es la tecnología que consiste en seleccionar y colocar componentes en una placa de circuito impreso desnuda. Si bien este proceso de fabricación es bastante rápido, puede tener sus defectos en el otro lado. Pueden surgir defectos debido a la miniaturización de los componentes, algo común en este tipo de tecnología.

Cuando coloca piezas cerca unas de otras, se vuelve imposible detectar defectos. Sin embargo, es una forma de empaquetado IC. Los fabricantes pueden lograr el empaque de IC de montaje en superficie de dos maneras, como se explica a continuación:

Paquete de plomo en forma de L de tamaño pequeño:este tipo de empaque consiste en cables tipo ala de gaviota. Estos cables tienden a extraerse correctamente en cualquier dirección en forma de L del cuerpo. Los fabricantes pueden montarlos fácilmente en el tablero en función de sus formas rectangulares simples con bordes horizontales. Estos tipos de paquetes prevalecen en los circuitos integrados que se utilizan para alimentar memorias flash y RAM.

Matriz de rejilla esférica (BGA):una matriz de rejilla esférica o BGA, en resumen, es un chip que lleva un paquete de montaje en superficie que se ve principalmente en las computadoras. Pero a diferencia de otros paquetes de circuitos integrados en los que se puede conectar un perímetro, toda la superficie inferior se puede montar fácilmente en BGA. Según las conexiones de bola más cortas, notará que los BGA ofrecen a los circuitos integrados algunas de las velocidades más altas. Ball Grid Arrays son otros tipos de paquetes de circuitos integrados que utilizan moldes de plástico.

2.2 Clasificación de paquetes de circuitos integrados por estructura

Según la formación, hay una variedad de formas en las que podemos categorizar los paquetes de circuitos integrados. Hay dos tipos comunes de paquetes de circuitos integrados:tipo de marco de plomo y tipo de sustrato. El empaque del marco de plomo encuentra un uso intensivo en casi todos los empaques de circuitos integrados. En el empaque del marco de plomo, el marco consta de una fina capa de cobre. Es importante tener en cuenta que en este tipo de empaque, una talla no siempre sirve para todos. Muy a menudo, los clientes solicitan marcos de plomo personalizados. Todo esto depende del tamaño de los circuitos integrados en la placa de circuito impreso.

Además del tipo de marco de plomo, existe el empaque de tipo sustrato de circuitos integrados en una placa de circuito. Aquí, un sustrato de paquete encuentra uso para empaquetar los circuitos integrados centrales. El paquete de circuitos integrados con marco de plomo garantiza la transmisión de señales eléctricas entre los circuitos integrados y la placa de circuito. Este tipo de empaque es ideal ya que protege a los costosos semiconductores de instancias de estrés externo.

Además del marco de plomo básico y el paquete IC de tipo sustrato, hay otros que vale la pena mencionar. Los siguientes son algunos de ellos:

Matriz de cuadrícula de clavijas

Pin grid array es un estándar de empaquetado de circuitos integrados que encuentra una gran aplicabilidad en muchos procesadores de segunda a quinta generación. El zócalo depende más de ellos, ya que los paquetes de matriz son cuadrados o rectangulares. La cuadrícula de pines es ideal para procesadores que consisten en buses de datos de mayor ancho, ya que pueden manejar correctamente las conexiones necesarias. Este tipo de empaque de circuito integrado tiene algunas ventajas. Por ejemplo, hay muchos pines por circuito integrado y más baratos que BGA.

Embalaje plano cuadrado (embalaje de marco de plomo sin plomo)

Mientras existieron los circuitos integrados, también existieron los envases con plomo. Este tipo de empaque es fácil de identificar ya que detectan una matriz de semiconductores con el resto del encapsulado de molde de plástico de IC. Aquí, los cables de metal rodean el perímetro del paquete. Además, el nombre de envase plano cuadrado es uno de los tipos de envase más utilizados. La mayoría de los fabricantes de PCB usan este tipo de empaque de circuitos integrados cuando fabrican sus placas.

Quad Flat Sin plomo

Por último, pero importante, está el paquete de circuitos integrados sin plomo Quad Flat. Es un paquete de IC pequeño o más bien en miniatura. Este tipo de empaque depende típicamente del tamaño del chip y es más común en el montaje en superficie. En su mayoría, las placas de circuitos integrados de tamaño considerable dependen de este tipo de empaque. Sin embargo, debe saber que la tecnología de dispositivo de montaje en superficie (SMD) se aplica mucho aquí. El empaque Quad Flat sin plomo es de bajo costo e ideal para uso de alta frecuencia. Aún así, es relativamente fácil operarlos y muy alto cuando se trata de cuestiones relacionadas con la confiabilidad.

(Un circuito integrado de orificio pasante)

3. Montaje en orificio pasante VS Montaje en superficie

Como se señaló anteriormente, son comunes dos tipos de paquetes de IC:montaje de orificio pasante y montaje en superficie. Las siguientes son áreas notables de comparación entre los dos.

Tamaño:

El montaje en orificio pasante de un paquete requiere componentes grandes. Si compara los tamaños de los circuitos integrados en PCB de orificio pasante enchapado y los de SMT, notará una gran diferencia. SMT permite un tamaño de PCB más pequeño, lo que significa que los circuitos integrados aquí son pequeños y compactos, a diferencia del orificio pasante enchapado.

Si le preocupa el tamaño al empaquetar sus circuitos integrados, su mejor opción es el montaje en superficie sobre el orificio pasante. Dado que el montaje en superficie es pequeño, significa que también puede ahorrar espacio.

Densidad de componentes:

montajes en superficie El empaquetado de circuitos integrados da como resultado una alta densidad de componentes, a diferencia del empaquetado con orificio pasante. Con el montaje en superficie, es posible colocar todo en un espacio mucho más pequeño mientras se logra la funcionalidad. Ese no es el caso cuando se trata de agujeros pasantes, donde los componentes tienden a ser demasiado grandes.

Por ejemplo, varios procesadores duales en línea de 14 o 16 pines que miden alrededor de 0,80 pulgadas x 0,35 pulgadas pueden caber perfectamente en un área de una pulgada cuadrada o menos. Pero, por otro lado, eso sería imposible si hubiera sido un empaque de orificio pasante chapado.

Corrección de error de montaje：

En algún momento, es probable que ocurran errores independientemente del tipo de tecnología empleada. Cuando se producen errores, es posible que sea necesario corregirlos o repararlos. Al observar la corrección de errores, puede emprender bastante rápido con paquetes de orificios pasantes enchapados.

Los componentes son lo suficientemente grandes para visibilidad y facilidad de reparación. Pero ese no es siempre el caso con SMT. Dado que las partes tienden a ser pequeñas y están cerca unas de otras, la corrección de errores se vuelve complicada.

Compatibilidad electromagnética:

La compatibilidad electromagnética es la capacidad de los componentes electrónicos para funcionar como se desea. Deberían hacerlo en su entorno electromagnético.

Hay una mejor compatibilidad electromagnética en SMT en comparación con el orificio pasante. La razón de esto es que SMT ofrece una ruta de retorno más corta. La ruta de retorno más rápida se produce porque los componentes se colocan cerca uno del otro en lugar de en el orificio pasante.

Coste:

Con el orificio pasante, hay un ahorro de costos significativo, a diferencia de SMT. Por ejemplo, el embalaje con orificio pasante no requiere el uso de equipos costosos y detallados.

Este tipo de montaje puede terminar ahorrando a los fabricantes de circuitos cientos de miles de dólares. Pero cuando se trata de montaje en superficie, los costos de fabricación tienden a ser ligeramente más altos. Por ejemplo, los fabricantes tienen que utilizar una máquina de recoger y colocar, uno de los mercados más caros.

(Un PCB montado en superficie)

4. Material de embalaje del circuito integrado

El embalaje electrónico es una de las aplicaciones que más materiales utiliza últimamente. Los fabricantes necesitan usar varios materiales aquí.

Embalaje de CI:tipos de materiales:

Los tipos de materiales aquí incluyen semiconductores, vidrios, cerámicas, compuestos, metales y polímeros. Los vidrios y las cerámicas funcionan como aislantes o dieléctricos, mientras que los polímeros funcionan como conductores.

Los metales, por otro lado, funcionan como conductores en el paquete. Los compuestos contienen una combinación de materiales que pueden funcionar como conductores eléctricos o como mejoras térmicas.

Embalaje IC:el material del parche:

Tendrás que usar para hacer parches si te encuentras en tal situación. Un parche es una pieza de tela que cubre una abertura no deseada.

Existen muchos materiales de parche que puede usar. Durante el empaquetado de circuitos integrados, puede utilizar varios de ellos. Sin embargo, parte del material ideal es un material piezoeléctrico.

Embalaje IC–Sellador：

Por último, cuando se trata de empaques de circuitos integrados, es posible que a menudo escuche hablar de un sellador. Pero, ¿qué son los bonos y algunos de sus usos? Tal como su nombre lo indica, un adhesivo es un material que las personas usan para sellar cualquier cosa que quieran cerrar. La función principal de los selladores es garantizar que los dispositivos de sellado sean herméticos al agua o al aire.

Durante el empaquetado de circuitos integrados, los selladores son necesarios ya que aseguran que el agua o el aire no dañen el resto del circuito integrado. Por estas razones, las fianzas son obligatorias. El sellador de silicona se presenta como uno de los tipos ideales de adhesivos para usar. Son duraderos y perfectos para proteger todo el paquete de casos de corrosión.

(materiales de embalaje de circuitos integrados)

5. Método de montaje del embalaje IC

El ensamblaje del IC conecta electrónicamente las almohadillas de enlace de salida y entrada que se encuentran en el IC a las almohadillas de enlace correspondientes en el paquete. En nuestro caso, la caja es una placa de circuito impreso a nivel de sistema. Hay varios tipos de paquetes de circuitos integrados que utilizan los fabricantes. Algunos de los más comunes incluyen los siguientes:

Embalaje IC:paquete dual en línea:

Un paquete Dual-in-line o simplemente DIP, en resumen, es uno de los métodos de ensamblaje más comunes de paquetes de circuitos integrados. Un paquete dual en línea es un paquete de dispositivo electrónico que consta de una carcasa rectangular. Tiene dos filas paralelas adyacentes de clavijas de conexión eléctrica.

Tenga en cuenta que la caja podría montarse en un orificio pasante en la PCB o simplemente insertarse en un zócalo. Si está lo suficientemente interesado, se dará cuenta de que la mayoría de las personas refieren DIP a DIPn . Aquí, n se refiere al número total de pines. Por ejemplo, un paquete de microcircuitos con dos filas de ocho cables verticales sería un DIP18.

Paquete de IC:paquete de contorno pequeño:

Un paquete de contorno pequeño es otro método de ensamblaje de empaques de circuitos integrados que utilizan los fabricantes para lograr empaques de circuitos integrados, especialmente si son pequeños. El paquete de contorno pequeño es ligeramente más estrecho y más corto que los DIP. El paso de lado a lado es de 6 mm, mientras que el ancho de la carrocería es de 3,9 mm. Sin embargo, debe tener en cuenta que las dimensiones difieren según el paquete en cuestión.

Empaquetado de IC:matriz de rejilla de bolas:

Los arreglos de cuadrícula Ball utilizan varios ensamblajes para proporcionar paquetes de 250 a 1089 entradas y salidas. También es uno de los métodos de ensamblaje de circuitos integrados más comunes.

Embalaje IC–Paquete plano cuádruple:

El paquete Quad Flat es un método de ensamblaje de circuitos integrados que utilizan muchos fabricantes. La razón de su uso intensivo es que permite por una gran razón.

Permite que los circuitos integrados SMD que consisten en interconexiones altas encuentren un uso fácil en circuitos electrónicos. Los circuitos integrados de paquete plano cuádruple están en varios formatos con pines que varían en número.

(Un paquete de IC dual en línea)

6. ¿Cómo debemos elegir el tipo de empaque de CI?

Antes de continuar, debemos enfatizar la importancia de un buen empaque. Los circuitos integrados deben permanecer en un paquete para garantizar un manejo y ensamblaje sin problemas en las PCB. Elegir el paquete adecuado es fundamental, ya que evitará casos de daños y corrosión. Entonces, ¿cómo elegir el tipo correcto de empaque de IC? Continúe leyendo para comprender.

• La cantidad de E/S:en primer lugar, la cantidad de E/S es importante al elegir el paquete. Aquí, los BGA son los mejores por su alto número de pines. Pero si está buscando en el mercado un menor número de pines, entonces el paquete QFN será ideal para usted.
• Gestión del calor:en segundo lugar, debe considerar los asuntos relacionados con la gestión del calor. Hoy en día, los tamaños de los circuitos integrados tienden a ser más pequeños pero con máscaras de soldadura más extensas para evitar fugas de componentes eléctricos y térmicos. Asegúrese de hablar con su proveedor de PCB sobre las capacidades. Como tal, lo más probable es que produzcan demasiado calor, razón por la cual la gestión del calor es importante. Por otro lado, los BGA tienden a mostrar una disipación de calor efectiva, por lo que es posible que desee optar por ellos.
• E/S de alta velocidad:en tercer lugar, al elegir el paquete de IC, tenga en cuenta cuestiones como las E/S de alta velocidad. En cualquier momento, no desea interferir con la calidad del paquete para interconectar las señales IC I/O. Para obtener las mejores señales de alta frecuencia, considere cambiar BGA.
• Ensamblaje de PCB:por último, el ensamblaje de PCB es importante. ¿Puede tener el montaje de su paquete IC en el menor tiempo posible? Asegúrese de tener en cuenta este factor de antemano, ya que no todos los proveedores pueden ofrecerle lo que desea.

(Un chip IC ensamblado correctamente)

7. Usos y ventajas del empaquetado IC

IC juega varios papeles esenciales en casi todos los circuitos electrónicos. Llevan todo el procesamiento de datos y cálculos. IC es también uno de los elementos más críticos del almacenamiento de datos. Sin circuitos integrados, un circuito electrónico (como una PCB) no funcionará según lo previsto.

El empaque de IC viene con varios méritos notables. Por ejemplo, el empaque de circuitos integrados garantiza la protección del componente contra daños y corrosión. También asegura que haya un flujo adecuado de corriente en todo el sistema.

El empaque de IC también es beneficioso, ya que el empaque actúa como un mecanismo para "separar" las conexiones del paso estrecho en la matriz de IC. La caja extiende estos mecanismos a áreas de paso amplio que requieren la mayoría de los fabricantes de PCB.

(IC empaquetados correctamente)

Resumen

Como ha visto, hay mucho en el empaquetado de circuitos integrados para sistemas electrónicos de lo que cree saber. Los jugadores, tanto los antiguos como los nuevos en el mundo de la electrónica, necesitan tener una imagen clara de ellos.

De esta manera, es posible mantenerse al tanto de los nuevos desarrollos aquí.

¿Tiene preguntas sobre los distintos tipos de empaques de circuitos integrados o cualquier cosa relacionada con las PCB? Siéntase libre de comprar placas de circuito, varias cosas pueden confundirlo. Ya sea que busque una PCB de una sola cara, una PCB de dos caras o cualquier otro tipo de PCB, puede contactarnos. Nos enorgullece brindarles a nuestros clientes la información que necesitan para tomar decisiones informadas sobre repuestos electrónicos para sus negocios.