Memilih Kemasan IC yang Tepat: Panduan Jenis dan Kriteria Seleksi

IC adalah salah satu komponen esensial dari hampir setiap teknologi, jadi mereka terus mengalami pertumbuhan yang luas. Apakah Anda bekerja di industri elektronika? Jika ya, maka Anda harus memahami pentingnya kemasan IC. Dengan kemasan IC yang efisien, Anda dapat mencapai banyak hal. Anda melindungi produk elektronik Anda, seperti PCB, dari korosi atau kerusakan fisik.

Dengan membaca artikel ini, Anda akan memahami lebih banyak tentang pentingnya kemasan IC dan menghubungi pengiriman barang sendiri. Namun, sebagian besar supplier PCB Tiongkok akan menyediakan kemasan. Lebih baik lagi, Anda akan memahami beberapa jenis kemasan IC dan yang mana yang paling sesuai untuk Anda.

(Sebuah IC di latar belakang putih terisolasi)

1. Apa itu kemasan IC?

IC adalah bahan yang berisi perangkat semiconductor. Jika Anda membuka papan sirkuit cetak Anda, Anda akan melihatnya. Di sisi lain, kemasan adalah casing yang melingkari bahan sirkuit untuk melindunginya, terutama dari korosi. Ini juga memberi ruang untuk pemasangan kontak elektronik yang mudah pada PCB.

Dalam pembuatan IC, kemasan sangat penting, meskipun datang terakhir dalam proses. Oleh karena itu, kemasan IC adalah casing yang tujuannya melindungi komponen listrik dari kerusakan fisik dan korosi. Ini juga membantu menahan pin dan kontak leads yang menghubungkan perangkat dari sirkuit eksternal.

2. Apa saja jenis kemasan IC?

Dua jenis kemasan IC sebagian besar standar. Mereka bergantung pada cara pemasangan pada papan sirkuit cetak. Mereka adalah:

2.1 Paket pemasangan lubang melalui

Desain paket pemasangan lubang melalui sederhana. Di sini, Anda memasang pin lead melalui satu sisi papan dan solder pada bagian lain. Mereka banyak digunakan dalam peralatan elektronik sebagai cara untuk mengompensasi keterbatasan biaya dan ruang papan. Di bawah pemasangan lubang melalui, kami menemukan jenis paket berikut:

Paket DIP :

Ini adalah beberapa paket IC yang paling banyak diandalkan. Jika Anda cukup teliti, Anda akan melihat bahwa pin-pin tersebut sejajar satu sama lain. Mereka juga sedikit melintang dan diletakan pada perumahan plastik hitam. Perumahan ini persegi panjang dalam plupart kasus. Berdasarkan ukuran dan perbedaan PIN, ukuran paket akan bervariasi. Sebagian besar, angkanya berkisar dari 4 hingga 64. Ada beberapa jenis Paket DIP. Namun, Molded Dual In-Line Package (MDIP) dan Plastic Dual In-Line Package (PDIP) adalah yang paling umum.

Standar :

Standar adalah jenis lain paket pemasangan lubang melalui. Jika Anda tidak tahu, Standar adalah jenis kemasan IC yang paling umum dan populer. Banyak pengemas PCB dan mereka di industri elektronik mengandalkan jenis kemasan ini. Jarak pin di sini adalah 0,1 inci. Jarak antara baris terminal dalam jenis kemasan ini adalah 7,62 mm.

Kecil (Shrink) :

Kecil adalah juga jenis paket pemasangan lubang melalui terpadu yang populer. Meskipun kecil cukup mirip dengan standar, jarak leadnya adalah 1,778 mm. Mereka sedikit lebih kecil dan cenderung menggunakan kemasan pin density tinggi.

Zigzag (ZIP) dalam paket linear :

Penyisipan pin dalam jenis kemasan ini tegak lurus terhadap papan sirkuit. Penyusunan pin dalam paket vertikal dan cenderung duduk dekat satu sama lain. Kemasan linear zigzag tidak begitu populer di seluruh industri elektronika. Zigzag masuk dalam sejarah sebagai teknologi yang berumur pendek yang sebagian besar digunakan dalam chip RAM dinamis. Saat ini, tidak banyak produsen elektronika yang memikirkan untuk menggunakannya lagi sebagai paket IC. Sebagian besar mereka mengandalkan Paket DIP, Standar, dan Kemasan Kecil.

2.1.1 Kemasan permukaan montase

Kemasan permukaan montase adalah teknologi yang melibatkan penempatan komponen pada PCB polos. Sementara proses fabrikasi ini cukup cepat, mungkin datang dengan cacat di sisi lain. Cacat mungkin timbul karena miniaturisasi komponen, yang umum dalam jenis teknologi ini.

Ketika Anda menempatkan bagian dekat satu sama lain, menjadi mustahil untuk mendeteksi cacat. Namun, ini adalah bentuk kemasan IC. Produsen dapat mencapai kemasan IC permukaan montase dalam dua cara, seperti dijelaskan di bawah:

Paket lead L kecil - Jenis kemasan ini terdiri dari lead tipe gull-wing. Lead ini cenderung menarik dengan benar ke kedua arah dalam bentuk L dari badan. Produsen dapat dengan mudah memasangnya pada papan berdasarkan bentuk persegi panjang sederhana dengan tepi horizontal. Jenis paket ini prevalen dalam sirpadu terpadu yang digunakan untuk menyediakan daya flash memory dan RAM.

Ball grid array (BGA) - Ball grid array atau BGA, singkatnya, adalah chip yang membawa paket permukaan montase yang terutama terlihat di komputer. Namun berbeda dengan paket IC lain di mana perimeter dapat terhubung, seluruh permukaan bawah dengan mudah dapat dipasang pada BGA. Berdasarkan koneksi bola yang pendek, Anda akan melihat bahwa BGA menawarkan beberapa kecepatan tertinggi untuk IC. Ball Grid Arrays adalah jenis paket IC lain yang menggunakan cetakan plastik.

2.2 Klasifikasi paket IC berdasarkan struktur

Berdasarkan pembentukan, ada berbagai cara di mana kita dapat mengkategorikan paket IC. Ada dua jenis paket IC umum: jenis lead frame dan jenis substrate. Kemasan lead frame banyak digunakan dalam hampir semua kemasan IC. Dalam kemasan lead frame, frame terdiri dari lapisan tipis tembaga. Yang perlu diperhatikan adalah dalam jenis kemasan ini, satu ukuran tidak selalu cocok untuk semua. Lebih sering, pelanggan meminta lead frame yang disesuaikan. Semua ini tergantung pada ukuran IC pada papan sirkuit cetak.

Selain jenis lead frame, ada kemasan jenis substrate dari IC pada papan sirkuit. Di sini substrate paket digunakan untuk memadatkan inti IC. Kemasan lead frame IC memastikan transmisi sinyal listrik antara IC dan papan sirkuit. Jenis kemasan ini ideal karena melindungi semiconductor mahal dari contoh stres eksternal.

Selain kemasan IC dasar jenis lead frame dan substrate, ada beberapa yang lain yang layak diperhatikan. Berikut adalah beberapa di antaranya:

Pin-grid array

Pin grid array adalah standar kemasan sirpadu terpadu yang banyak digunakan dalam prosesor generasi kedua hingga kelima. Pengunci sangat bergantung pada mereka, dengan paket array yang persegi atau persegi panjang. Pin grid ideal untuk prosesor yang terdiri dari bus data lebar karena mereka dapat menangani koneksi yang diperlukan dengan benar. Jenis kemasan sirpadu terpadu ini datang dengan beberapa keuntungan. Misalnya, ada banyak pin per sirpadu terpadu dan lebih murah dari BGA.

Square flat packaging (Lead-free lead frame packaging)

Selama IC ada, kemasan berlead juga ada. Jenis kemasan ini mudah diidentifikasi karena mereka memiliki die semiconductor dengan sisih plastik mold encapsulation dari IC. Di sini, lead logam melingkari perimeter paket. Juga, nama square flat packaging adalah salah satu jenis paket yang paling banyak digunakan. Sebagian besar pembuat PCB menggunakan jenis kemasan IC ini saat memproduksi papan mereka.

Quad Flat No-lead

Terakhir, namun tidak kalah penting, adalah kemasan IC Quad Flat No-lead. Ini adalah kemasan IC yang sangat kecil atau miniatur. Jenis kemasan ini biasanya bergantung pada ukuran chip dan paling umum dalam pemasangan permukaan. Sebagian besar papan sirkuit terpadu yang cukup besar mengandalkan jenis kemasan ini. Namun, Anda perlu tahu bahwa teknologi Surface Mount Device (SMD) banyak diterapkan di sini. Pemasangan Quad Flat No-Lead adalah rendah biaya dan ideal untuk penggunaan frekuensi tinggi. Masih, relatif mudah untuk mengoperasikannya dan sangat tinggi dalam hal keandalan.

(Sebuah IC lubang melalui)

3. Pemasangan lubang melalui VS Pemasangan permukaan

Seperti yang dicatat sebelumnya, dua jenis kemasan IC umum: pemasangan lubang melalui dan pemasangan permukaan. Berikut adalah beberapa area perbandingan yang layak diperhatikan antara keduanya.

Ukuran :

Pemasangan lubang melalui paket memerlukan komponen besar. Jika Anda membandingkan ukuran IC pada PCB lubang melalui yang dilapisi dan yang di bawah SMT, Anda akan melihat perbedaan besar. SMT memungkinkan ukuran PCB yang lebih kecil, yang berarti IC di sini kecil dan padat, berbeda dengan lubang melalui yang dilapisi.

Jika Anda khawatir tentang ukuran saat memaketkan IC Anda, pilihan yang lebih baik adalah pemasangan permukaan daripada lubang melalui. Karena pemasangan permukaan kecil, berarti Anda dapat menghemat ruang juga.

Kepadatan komponen :

Kemasan IC pemasangan permukaan menghasilkan kepadatan komponen tinggi, berbeda dengan kemasan lubang melalui. Dengan pemasangan permukaan, mungkin untuk memasang semua dalam ruang yang jauh lebih kecil sambil mencapai fungsionalitas. Itu bukan hal itu ketika datang ke lubang melalui, di mana komponen cenderung terlalu besar.

Sebagai contoh, beberapa prosesor dual in-line 14 atau 16 pin yang berukuran sekitar 0,80 inci x 0,35 inci dapat dengan sempurna muat dalam area satu inci persegi atau lebih kecil. Namun di sisi lain, itu akan mustahil jika itu adalah kemasan lubang melalui yang dilapisi.

Perbaikan kesalahan perakitan:

Pada titik tertentu, kesalahan cenderung terjadi terlepas dari jenis teknologi yang digunakan. Ketika kesalahan terjadi, perbaikan atau perbaikan mungkin diperlukan. Saat melihat perbaikan kesalahan, Anda dapat melakukannya cukup cepat dengan paket lubang melalui yang dilapisi.

Komponen cukup besar untuk visibilitas dan kemudahan perbaikan. Namun, itu tidak selalu kasus dengan SMT. Karena bagian cenderung kecil dan duduk dekat satu sama lain, perbaikan kesalahan menjadi rumit.

Kompatibilitas elektromagnetik:

Kompatibilitas elektromagnetik adalah kemampuan komponen elektronik untuk bekerja sebagaimana diinginkan. Mereka harus melakukannya dalam lingkungan elektromagnetik mereka.

Ada kompatibilitas elektromagnetik yang lebih baik di SMT dibandingkan lubang melalui. Alasannya adalah SMT menawarkan jalur kembali yang lebih pendek. Jalur kembali yang lebih cepat datang karena komponen duduk dekat satu sama lain berbanding dengan lubang melalui.

Biaya :

Dengan lubang melalui, ada beberapa penghematan biaya yang signifikan, berbeda dengan SMT. Misalnya, kemasan menggunakan lubang melalui tidak memerlukan penggunaan alat yang rinci dan mahal.

Jenis pemasangan ini dapat menghemat ratusan ribu dolar bagi pembuat sirkuit. Namun, ketika datang ke pemasangan permukaan, biaya manufaktur cenderung sedikit lebih tinggi. Misalnya, produsen harus menggunakan mesin pick-and-place, salah satu pasar yang paling mahal.

(Sebuah PCB pemasangan permukaan)

4. Bahan Kemasan Sirpadu Terpadu

Pemasangan elektronik adalah salah satu aplikasi yang paling banyak bahan terakhir ini. Produsen perlu menggunakan beberapa bahan di sini.

Kemasan IC – Jenis bahan:

Jenis bahan di sini termasuk semiconductor, kaca, keramik, komposit, logam, dan polimer. Kaca dan keramik bekerja sebagai isolator atau dielectric, sementara polimer bekerja sebagai konduktor.

Logam, di sisi lain, bekerja sebagai konduktor dalam paket. Komposit berisi campuran bahan yang dapat bekerja sebagai konduktor listrik atau peningkatan termal.

Kemasan IC – Bahan patch:

Anda akan harus menggunakan untuk membuat patch jika Anda menemukan diri Anda dalam situasi tersebut. Patch adalah sepotong kain yang menutup pembukaan yang tidak diinginkan.

Ada banyak bahan patch yang tersedia yang dapat Anda gunakan. Selama kemasan IC, Anda dapat menggunakan beberapa dari mereka. Namun, beberapa bahan ideal adalah bahan piezoelektrik.

Kemasan IC – Sealant:

Terakhir, ketika datang ke kemasan IC, Anda sering mendengar tentang sealant. Namun, apa itu ikatan dan beberapa kegunaannya? Seperti namanya, adhesif adalah bahan yang digunakan oleh individu untuk menutup apa pun yang ingin ditutup. Fungsi utama sealant adalah memastikan bahwa perangkat penutup atau airtight.

Selama kemasan IC, sealant diperlukan karena mereka memastikan bahwa air atau udara tidak merusak sisa IC. Untuk alasan ini, ikatan wajib. Sealant silicone datang sebagai salah satu jenis adhesif ideal untuk digunakan. Mereka tahan lama dan sempurna dalam melindungi seluruh paket dari kasus korosi.

(Bahan kemasan IC)

5. Metode pemasangan kemasan IC

Pemasangan IC secara elektronik menghubungkan pad bond output dan input yang ditemukan pada IC ke pad bond yang sesuai pada paket. Dalam kasus kita, kotak adalah papan sirkuit cetak tingkat sistem. Ada beberapa jenis kemasan IC yang digunakan oleh produsen. Beberapa yang paling umum meliputi berikut:

Kemasan IC – Paket dual-in-line :

Paket dual-in-line atau singkatnya DIP, adalah salah satu metode pemasangan kemasan IC paling umum. Paket dual in-line adalah paket perangkat elektronik yang terdiri dari perumahan persegi panjang. Ini memiliki dua baris berdampingan sejajar dari pin penghubung listrik.

Perhatikan bahwa kotak dapat dipasang melalui lubang ke PCB atau hanya dimasukkan ke dalam soket. Jika Anda cukup teliti, Anda akan menyadari bahwa sebagian besar orang merujuk DIP ke DIPn. Di sini, n merujuk pada jumlah total pin. Sebagai contoh, paket sirkuit mikro dengan dua baris yang terdiri dari delapan lead vertikal akan menjadi DIP18.

Kemasan IC – Paket small outline :

Paket small outline adalah metode pemasangan kemasan IC lain yang digunakan oleh produsen untuk mencapai kemasan IC, terutama jika mereka kecil. Paket small outline sedikit lebih sempit dan lebih pendek daripada DIP. Jarak samping ke samping adalah 6 mm, sementara lebar badan adalah 3,9 mm. Namun, Anda perlu menyadari bahwa dimensi bervariasi tergantung pada paket yang dimaksud.

Kemasan IC – Ball grid array :

Ball grid arrays menggunakan berbagai assembly untuk menyediakan paket dari 250 hingga 1089 input dan output. Ini juga salah satu metode assembly kemasan IC paling umum.

Kemasan IC – Quad Flat Package :

Quad Flat Package adalah metode assembly IC yang digunakan oleh banyak produsen. Alasan penggunaan yang luas adalah karena satu alasan besar.

Ini memungkinkan SMD IC yang terdiri dari interkoneksi tinggi untuk digunakan dengan mudah dalam sirkuit elektronik. Sirpadu terpadu Quad Flat Pack ada dalam beberapa format dengan pin yang bervariasi jumlahnya.

(Sebuah kemasan IC Dual-in-line)

6. Bagaimana Kita Harus Memilih Jenis Kemasan IC?

Sebelum melanjutkan, kita perlu menekankan pentingnya kemasan yang baik. Sirpadu terpadu harus tetap dalam paket untuk memastikan penanganan dan pemasangan yang lancar pada PCB. Memilih paket yang tepat sangat penting, karena Anda akan menghindari kasus kerusakan dan korosi. Jadi, bagaimana caranya memilih jenis kemasan IC yang tepat? Lanjutkan membaca untuk memahami.

• Jumlah I/O-Pertama, jumlah I/O penting saat memilih paket. Di sini, BGAs adalah yang terbaik untuk jumlah pin tinggi. Namun jika Anda sedang mencari jumlah pin lebih rendah, paket QFN akan ideal untuk Anda.
• Manajemen panas-Kedua, Anda perlu mempertimbangkan hal-hal yang berkaitan dengan manajemen panas. Saat ini, ukuran IC cenderung lebih kecil tetapi dengan solder mask yang lebih luas untuk mencegah kebocoran komponen listrik dan termal. Pastikan untuk mendiskusikan dengan supplier PCB Anda tentang kemampuan. Seperti itu, mereka kemungkinan besar akan menghasilkan terlalu banyak panas, alasan mengapa manajemen panas penting. Di sisi lain, BGAs cenderung menampilkan dissipasi panas yang efektif, yang explains mengapa Anda mungkin ingin memilih mereka.
• I/O kecepatan tinggi-Ketiga, saat memilih kemasan IC Anda, perhatikan hal-hal seperti I/O kecepatan tinggi. Pada setiap waktu, Anda tidak ingin mengganggu kualitas paket untuk menghubungkan sinyal I/O IC. Untuk sinyal frekuensi tinggi terbaik, pertimbangkan flip BGA.
• Pemasangan PCB-Terakhir, pemasangan PCB penting. Bisakah Anda memasang paket IC Anda dalam waktu yang singkat mungkin? Pastikan untuk mempertimbangkan faktor ini sebelumnya, karena tidak semua penyedia dapat memberikan apa yang Anda inginkan.

(Sebuah chip IC yang dirangkit dengan benar)

7. Penggunaan dan keuntungan kemasan IC

IC memainkan beberapa peran penting dalam hampir semua sirkuit elektronik. Mereka membawa seluruh pemrosesan data dan perhitungan. IC juga salah satu elemen paling penting dalam penyimpanan data. Tanpa IC, sirkuit elektronik (seperti PCB) tidak akan berfungsi sebagaimana mestinya.

Kemasan IC datang dengan beberapa keuntungan yang layak diperhatikan. Misalnya, kemasan IC memastikan perlindungan komponen dari kerusakan dan korosi. Ini juga memastikan bahwa ada aliran arus yang memadai di seluruh sistem.

Kemasan IC juga bermanfaat, dengan paket bertindak sebagai mekanisme untuk "memisahkan" koneksi dari pitch yang ketat pada die IC. Kotak menyebarkan mekanisme ini ke area pitch yang lebih luas yang diperlukan oleh sebagian besar pembuat PCB.

(IC yang dikemas dengan baik)

Ringkasan

Seperti yang Anda lihat, ada banyak hal tentang kemasan IC untuk sistem elektronik daripada yang mungkin Anda pikir Anda ketahui. Pemain, baik lama maupun baru di dunia elektronika, perlu mendapatkan gambaran yang jelas tentang mereka.

Dengan cara ini, mungkin untuk tetap update dengan perkembangan baru di sini.

Apakah Anda memiliki pertanyaan tentang berbagai jenis kemasan IC atau apa pun yang terkait dengan PCB? Jangan ragu untuk menghubungi kami. Saat berbelanja papan sirkuit, berbagai hal mungkin membuat Anda bingung. Baik Anda memilih PCB satu sisi, PCB dua sisi, atau jenis PCB lainnya, Anda dapat menghubungi kami. Kami bangga memberikan informasi yang diperlukan klien untuk membuat keputusan bagian elektronik yang tepat untuk bisnis mereka.