Emballage IC :Comment choisir différents types d'emballage IC ?

IC est l'un des composants essentiels de presque toutes les technologies, de sorte qu'ils continuent de subir une croissance importante. Travaillez-vous dans l'industrie électronique? Si tel est le cas, vous devez comprendre l'importance de l'emballage IC. Avec un conditionnement IC efficace, vous obtenez beaucoup de choses. Vous protégez vos produits électroniques, tels que les PCB, de la corrosion ou des dommages physiques.

En parcourant cet article, vous comprendrez mieux l'importance d'IC ​​contacter vous-même le transitaire. Cependant, la plupart des fournisseurs chinois de PCB fourniront des emballages. Mieux encore, vous apprendrez à comprendre plusieurs types d'emballages de circuits intégrés et celui qui vous convient le mieux.

(Un CI sur un fond blanc isolé)

1. Qu'est-ce que l'emballage IC ?

IC est le matériau contenant un dispositif semi-conducteur. Si vous ouvrez votre circuit imprimé, vous les verrez. D'autre part, le boîtier est un boîtier entourant les matériaux des circuits pour les protéger, notamment de la corrosion. Il offre également de la place pour un montage facile des contacts électroniques sur un circuit imprimé.

Dans la fabrication des circuits intégrés, l'emballage est essentiel, même s'il vient en dernier dans le processus. Par conséquent, l'emballage IC est l'enveloppe dont le but est de protéger les composants électriques contre les dommages physiques et la corrosion. Il aide également à maintenir les fils et les broches de contact qui connectent un appareil à partir de circuits externes.

2. Quels sont les types d'emballage IC ?

Deux types d'emballage IC sont pour la plupart standard. Ils dépendent de leur mode de montage sur une carte de circuit imprimé. Ce sont :

2.1 Pack de montage traversant

La conception du boîtier de montage traversant est simple. Ici, vous montez les broches de plomb sur un seul côté de la carte et vous soudez sur l'autre partie. Ils sont largement utilisés dans les équipements électroniques comme moyen de compenser les limitations de coût et d'espace d'une carte. Sous montage traversant, nous trouvons les types de packages suivants :

Paquet DIP ：

Ce sont quelques-uns des packages IC les plus utilisés. Si vous êtes assez vif, vous remarquerez que les broches sont parallèles les unes aux autres. Ils s'étendaient également un peu perpendiculairement et disposés sur un boîtier en plastique noir. Le boîtier est rectangulaire dans la plupart des cas. En fonction de la taille et de la différence de code PIN, la taille des colis variera. Généralement, les nombres vont de 4 à 64. Il existe plusieurs types de packages DIP. Cependant, le boîtier moulé double en ligne (MDIP) et le boîtier plastique double en ligne (PDIP) sont les plus courants.

Norme ：

Standard est un autre type de boîtier de montage traversant. Si vous ne le saviez pas, Standard est le type d'emballage IC le plus courant et le plus populaire. De nombreux assembleurs de PCB et ceux de l'industrie électronique comptent sur ce type d'emballage. L'espacement des broches ici est de 0,1 pouce. L'espace entre les rangées terminales dans ce type d'emballage est de 7,62 mm.

Rétrécir ：

Shrink est également un autre package de montage de circuit intégré traversant populaire. Même si les rétrécissements sont assez similaires aux standards, le pas de plomb est de 1,778 mm. Ils sont un peu plus petits et ont tendance à utiliser un boîtier à haute densité de broches.

Zigzag (ZIP) en package linéaire ：

L'insertion des broches dans ce type de boîtier est perpendiculaire au circuit imprimé. L'alignement des broches dans le boîtier est vertical et a tendance à se rapprocher les uns des autres. L'emballage linéaire en zigzag n'était pas si populaire dans l'industrie électronique. Zigzag entre dans l'histoire comme une technologie de courte durée qui a surtout été largement utilisée dans les puces RAM dynamiques. Aujourd'hui, peu de fabricants d'électronique pensent même à l'utiliser comme boîtiers de circuits intégrés. La plupart d'entre eux s'appuient sur les emballages DIP, standard et rétractables.

2.1.1 Emballage pour montage en surface

L'emballage de montage en surface est la technologie qui consiste à sélectionner et à placer des composants sur un circuit imprimé nu. Bien que ce processus de fabrication soit assez rapide, il peut avoir ses défauts de l'autre côté. Des défauts peuvent survenir en raison de la miniaturisation des composants, ce qui est courant dans ce type de technologie.

Lorsque vous placez des pièces à proximité les unes des autres, il devient impossible de détecter les défauts. Néanmoins, c'est une forme d'emballage IC. Les fabricants peuvent réaliser un boîtier de circuit intégré à montage en surface de deux manières, comme expliqué ci-dessous :

Emballage de plomb en forme de L de petite taille - Ce type d'emballage se compose de plombs de type aile de mouette. Ces dérivations ont tendance à s'étirer correctement dans les deux sens en forme de L à partir du corps. Les fabricants peuvent facilement les monter sur le tableau en fonction de leurs formes rectangulaires simples avec des bords horizontaux. Ces types de boîtiers sont répandus dans les circuits intégrés utilisés pour alimenter les mémoires flash et la RAM.

Réseau de grille à billes (BGA) - Un réseau de grille à billes ou BGA, en bref, est une puce qui porte un boîtier de montage en surface principalement vu dans les ordinateurs. Mais contrairement à d'autres packages IC où un périmètre peut se connecter, toute la surface inférieure est facilement montable sur BGA. Sur la base de connexions à billes plus courtes, vous remarquerez que les BGA offrent aux circuits intégrés certaines des vitesses les plus élevées. Les Ball Grid Arrays sont d'autres types de boîtiers IC qui utilisent des moules en plastique.

2.2 Classification des packages IC par structure

Sur la base de la formation, il existe une variété de façons de catégoriser les packages IC. Il existe deux types courants de boîtiers IC :le type de grille de connexion et le type de substrat. Les emballages de grille de connexion trouvent une utilisation intensive dans presque tous les emballages de circuits intégrés. Dans les emballages à grille de connexion, le cadre est constitué d'une fine couche de cuivre. Il est important de noter que dans ce type d'emballage, une taille ne convient pas toujours à tous. Plus que souvent, les clients demandent des cadres de plomb personnalisés. Tout cela dépend de la taille des circuits intégrés sur le circuit imprimé.

Outre le type de grille de connexion, il existe le conditionnement de type substrat des circuits intégrés sur une carte de circuit imprimé. Ici, un substrat de boîtier trouve une utilisation dans le conditionnement des circuits intégrés centraux. L'emballage du circuit intégré de grille de connexion assure la transmission des signaux électriques entre les circuits intégrés et la carte de circuit imprimé. Ce type d'emballage est idéal car il protège les semi-conducteurs coûteux contre les contraintes externes.

Outre le cadre de connexion de base et le boîtier IC de type substrat, il en existe d'autres qui méritent d'être notés. Voici quelques-uns d'entre eux :

Matrice de broches

La matrice de broches est une norme de conditionnement de circuits intégrés qui trouve une large applicabilité dans de nombreux processeurs de la deuxième à la cinquième génération. Le socketing repose le plus sur eux, les packages de matrice étant carrés ou rectangulaires. La grille de broches est idéale pour les processeurs constitués de bus de données de plus grande largeur car ils peuvent gérer correctement les connexions nécessaires. Ce type de boîtier de circuit intégré présente quelques avantages. Par exemple, il y a beaucoup de broches par circuit intégré et moins cher que le BGA.

Emballage plat carré (emballage de cadre de plomb sans plomb)

Tant que les circuits intégrés existaient, les emballages au plomb aussi. Ce type d'emballage est facile à identifier car ils repèrent une puce semi-conductrice avec le reste de l'encapsulation du moule en plastique du circuit intégré. Ici, les fils métalliques entourent le périmètre de l'emballage. En outre, le nom d'emballage plat carré est l'un des types d'emballage les plus utilisés. La plupart des fabricants de PCB utilisent ce type d'emballage IC lors de la fabrication de leurs cartes.

Quad Plat sans plomb

Enfin, mais ce qui est important, c'est l'emballage du circuit intégré Quad Flat No-lead. Il s'agit d'un boîtier IC minuscule ou plutôt miniature. Ce type d'emballage dépend généralement de la taille de la puce et est le plus courant dans le montage en surface. La plupart du temps, les cartes de circuits intégrés de grande taille reposent sur ce type d'emballage. Cependant, vous devez savoir que la technologie Surface Mount Device (SMD) s'applique fortement ici. La garniture Quad Flat No-Lead est peu coûteuse et idéale pour une utilisation à haute fréquence. Pourtant, il est relativement facile de les faire fonctionner et très élevé en matière de fiabilité.

(Un circuit intégré traversant)

3. Montage traversant VS montage en surface

Comme indiqué précédemment, deux types de boîtiers de circuits intégrés sont courants :le montage traversant et le montage en surface. Voici les domaines de comparaison notables entre les deux.

Taille ：

Le montage traversant d'un boîtier nécessite des composants volumineux. Si vous comparez les tailles des circuits intégrés sur les circuits imprimés traversants et ceux sous SMT, vous remarquerez une grande différence. SMT permet une taille de PCB plus petite, ce qui signifie que les circuits intégrés ici sont petits et compacts, contrairement aux trous traversants plaqués.

Si vous êtes préoccupé par la taille lors de l'emballage de vos circuits intégrés, votre meilleur choix est le montage en surface plutôt qu'un trou traversant. Étant donné que le montage en surface est petit, cela signifie que vous pouvez également économiser de l'espace.

Densité des composants ：

Les emballages de circuits intégrés à montage en surface se traduisent par une densité de composants élevée, contrairement aux emballages traversants. Avec le montage en surface, il est possible de tout installer dans un espace beaucoup plus petit tout en obtenant des fonctionnalités. Ce n'est pas le cas lorsqu'il s'agit de trou traversant, où les composants ont tendance à être trop gros.

Par exemple, plusieurs processeurs doubles en ligne à 14 ou 16 broches mesurant environ 0,80 pouces x 0,35 pouces peuvent parfaitement tenir dans une zone d'un pouce carré ou moins. Mais d'un autre côté, cela serait impossible s'il s'agissait d'un emballage traversant plaqué.

Correction des erreurs d'assemblage ：

À un moment donné, des erreurs sont susceptibles de se produire, quel que soit le type de technologie utilisée. Lorsque des erreurs se produisent, des corrections ou des réparations peuvent être nécessaires. En ce qui concerne la correction d'erreurs, vous pouvez entreprendre assez rapidement avec des boîtiers traversants plaqués.

Les composants sont suffisamment grands pour la visibilité et la facilité de réparation. Mais ce n'est pas toujours le cas avec SMT. Étant donné que les pièces ont tendance à être petites et à se rapprocher les unes des autres, la correction des erreurs devient délicate.

Compatibilité électromagnétique ：

La compatibilité électromagnétique est la capacité des composants électroniques à fonctionner comme on le souhaite. Ils doivent le faire dans leur environnement électromagnétique.

Il y a une meilleure compatibilité électromagnétique dans SMT par rapport au trou traversant. La raison en est que SMT offre un chemin de retour plus court. Le chemin de retour plus rapide est dû au fait que les composants sont proches les uns des autres, par opposition aux trous traversants.

Coût ：

Avec le trou traversant, il y a des économies importantes, contrairement au SMT. Par exemple, l'emballage utilisant un trou traversant ne nécessite pas l'utilisation d'équipements détaillés et coûteux.

Ce type de montage peut finir par faire économiser des centaines de milliers de dollars aux fabricants de circuits. Mais lorsqu'il s'agit de montage en surface, les coûts de fabrication ont tendance à être légèrement plus élevés. Par exemple, les fabricants doivent utiliser une machine pick-and-place, l'un des marchés les plus chers.

(Un PCB monté en surface)

4. Matériau d'emballage de circuit intégré

L'emballage électronique est l'une des applications les plus gourmandes en matériaux ces derniers temps. Les fabricants doivent utiliser plusieurs matériaux ici.

Emballage IC–Types de matériaux：

Les types de matériaux ici comprennent les semi-conducteurs, les verres, les céramiques, les composites, les métaux et les polymères. Les verres et les céramiques agissent comme isolants ou diélectriques, tandis que les polymères agissent comme conducteurs.

Les métaux, en revanche, agissent comme conducteurs dans le boîtier. Les composites contiennent un mélange de matériaux qui peuvent servir de conducteurs électriques ou d'améliorations thermiques.

Emballage IC – Le matériau du patch ：

Vous devrez utiliser pour faire des correctifs si vous vous trouvez dans une telle situation. Un patch est un morceau de tissu qui recouvre une ouverture indésirable.

Il existe de nombreux matériaux de patch que vous pouvez utiliser. Lors de l'emballage IC, vous pouvez en utiliser plusieurs. Cependant, une partie du matériau idéal est un matériau piézoélectrique.

Emballage IC–Mastic：

Enfin, en ce qui concerne les emballages IC, vous entendez souvent parler d'un scellant. Mais que sont les obligations et certaines de leurs utilisations ? Comme son nom l'indique, un adhésif est un matériau que les individus utilisent pour sceller tout ce qu'ils veulent fermer. La fonction principale des mastics est de garantir l'étanchéité des dispositifs d'étanchéité à l'eau ou à l'air.

Lors de l'emballage du circuit intégré, des produits d'étanchéité sont nécessaires car ils garantissent que l'eau ou l'air n'endommagent pas le reste du circuit intégré. Pour ces raisons, les cautions sont obligatoires. Le mastic à la silicone est l'un des types d'adhésifs idéaux à utiliser. Ils sont durables et parfaits pour protéger l'ensemble de l'emballage contre les cas de corrosion.

(Matériaux d'emballage IC)

5. Méthode d'assemblage de l'emballage IC

L'ensemble IC connecte électroniquement les plots de connexion de sortie et d'entrée trouvés sur le CI aux plots de connexion correspondants sur le boîtier. Dans notre cas, le boîtier est une carte de circuit imprimé au niveau du système. Il existe plusieurs types d'emballage IC que les fabricants utilisent. Certains des plus courants sont les suivants :

Emballage IC - Emballage double en ligne ：

Un boîtier double en ligne ou simplement DIP, en bref, est l'une des méthodes d'assemblage les plus courantes du boîtier IC. Un boîtier double en ligne est un boîtier de dispositif électronique composé d'un boîtier rectangulaire. Il comporte deux rangées parallèles adjacentes de broches de connexion électrique.

Notez que le boîtier peut être soit monté à travers un trou sur le circuit imprimé, soit simplement inséré dans une prise. Si vous êtes assez enthousiaste, vous vous rendrez compte que la plupart des gens réfèrent DIP à DIPn . Ici, n fait référence au nombre total de broches. Par exemple, un boîtier de microcircuit avec deux rangées composées de huit fils verticaux serait un DIP18.

Emballage IC – Emballage de petit contour :

Un petit boîtier de contour est une autre méthode d'assemblage d'emballage IC utilisée par les fabricants pour réaliser un emballage IC, surtout s'ils sont petits. Le petit package de contour est légèrement plus étroit et plus court que les DIP. Le pas latéral est de 6 mm, tandis que la largeur du corps est de 3,9 mm. Cependant, vous devez être conscient que les dimensions diffèrent selon le colis en question.

Emballage IC – Réseau de grille à billes ：

Les baies de grille Ball utilisent divers assemblages pour fournir des packages de 250 à 1089 entrées et sorties. C'est également l'une des méthodes d'assemblage de circuits intégrés les plus courantes.

Emballage IC – Quad Flat Package ：

Le Quad Flat Package est une méthode d'assemblage IC utilisée par de nombreux fabricants. La raison de son utilisation intensive est qu'il permet pour une grande raison.

Il permet aux circuits intégrés SMD constitués d'interconnexions élevées de trouver une utilisation facile dans les circuits électroniques. Les circuits intégrés Quad Flat Pack se présentent sous plusieurs formats avec des broches dont le nombre varie.

(Un emballage IC double en ligne)

6. Comment devrions-nous choisir le type d'emballage IC ?

Avant de continuer, nous devons souligner l'importance d'un bon emballage. Les circuits intégrés doivent rester dans un boîtier pour assurer une manipulation et un assemblage en douceur sur les PCB. Choisir le bon emballage est essentiel, car vous éviterez les cas de dommages et de corrosion. Alors, comment faites-vous pour choisir le bon type d'emballage IC ? Continuez à lire pour comprendre.

• Le nombre d'E/S :d'abord, le nombre d'E/S est important lors du choix du package. Ici, les BGA sont les meilleurs pour leur nombre élevé de broches. Mais si vous recherchez un nombre de broches inférieur, le package QFN sera idéal pour vous.
• Gestion de la chaleur :deuxièmement, vous devez tenir compte des questions liées à la gestion de la chaleur. Aujourd'hui, les tailles des circuits intégrés ont tendance à être plus petites, mais avec des masques de soudure plus étendus pour éviter les fuites de composants électriques et thermiques. Assurez-vous de discuter des capacités avec votre fournisseur de PCB. En tant que tels, ils produiront très probablement trop de chaleur, raison pour laquelle la gestion de la chaleur est importante. D'un autre côté, les BGA ont tendance à afficher une dissipation thermique efficace, c'est pourquoi vous voudrez peut-être les opter.
• E/S haute vitesse – Troisièmement, lors du choix de votre boîtier IC, examinez des questions telles que les E/S haute vitesse. À tout moment, vous ne voulez pas interférer avec la qualité du boîtier pour interconnecter les signaux d'E / S IC. Pour obtenir les meilleurs signaux haute fréquence, envisagez d'inverser le BGA.
• Assemblage de PCB :enfin, l'assemblage de PCB est important. Pouvez-vous avoir l'assemblage de votre package IC dans les plus brefs délais ? Assurez-vous de tenir compte de ce facteur au préalable, car tous les fournisseurs ne peuvent pas vous offrir ce que vous voulez.

(Une puce IC correctement assemblée)

7. Utilisations et avantages de l'emballage IC

IC joue plusieurs rôles essentiels dans presque tous les circuits électroniques. Ils réalisent l'intégralité du traitement des données et des calculs. IC est également l'un des éléments les plus critiques du stockage des données. Sans CI, un circuit électronique (tel qu'un PCB) ne fonctionnera pas comme prévu.

L'emballage IC présente plusieurs avantages notables. Par exemple, l'emballage IC assure la protection du composant contre les dommages et la corrosion. Cela garantit également qu'il y a un flux de courant adéquat dans tout le système.

L'emballage IC est également avantageux, l'emballage agissant comme un mécanisme « d'écartement » des connexions à partir du pas serré sur la puce IC. Le boîtier étend ces mécanismes à de larges zones de pas dont la plupart des fabricants de PCB ont besoin.

(CI correctement emballés)

Résumé

Comme vous l'avez vu, il y a beaucoup de choses dans les emballages de circuits intégrés pour les systèmes électroniques que vous ne le pensez peut-être. Les joueurs, anciens et nouveaux dans le monde de l'électronique, ont besoin d'avoir une image claire d'eux.

De cette façon, il est possible de se tenir au courant des nouveaux développements ici.

Avez-vous des questions concernant les différents types d'emballages IC ou tout ce qui concerne les PCB ? N'hésitez pas à acheter des circuits imprimés, diverses choses pourraient vous confondre. Que vous optiez pour un PCB simple face, un PCB double face ou tout autre type de PCB, vous pouvez nous contacter. Nous sommes fiers de fournir à nos clients les informations dont ils ont besoin pour prendre des décisions éclairées en matière de pièces électroniques pour leur entreprise.