Понимание однорядного корпуса
Однорядный корпус (SIP) играет ключевую роль в электронной упаковке. Он предлагает оптимизированное решение для интегральных схем. Корпуса SIP известны своим однорядным расположением соединительных выводов. Такая конструкция делает их идеальными для компактных схем.
Однако аббревиатура «SIP» может означать несколько различных понятий в области электроники, что приводит к некоторой путанице. Мы объясним их в следующем разделе.
Множественные определения SIP
Термин «Single Inline Package» (SIP) несет в себе некоторую двусмысленность в мире электроники, что часто вызывает путаницу среди энтузиастов, студентов и даже профессионалов. Эта двусмысленность проистекает из двух различных значений: традиционный «Single-in-Line Package» — устаревшая технология упаковки интегральных схем — и современный «System-in-Package» (SiP) — передовое интеграционное решение. Давайте разберем эти два понятия, чтобы прояснить их роли, особенности и значение.
Традиционный однорядный корпус (SIP)
Происхождение и физические особенности
- Количество выводов: обычно от 4 до 64 контактов (некоторые источники указывают 2–40 контактов).
- Ширина корпуса: обычные размеры — 300 или 600 мил.
- Шаг выводов: обычно 100 мил.

Применение и отказ
В период своего расцвета традиционные SIP широко использовались для упаковки резистивных сетей, диодных матриц и небольших гибридных схем, таких как таймеры и генераторы. Меньшие SIP отлично подходили для устройств с параллельными матрицами, а более крупные — для более сложных гибридных схем.
Однако их популярность снизилась из-за серьезного ограничения: относительно небольшого количества выводов по сравнению с альтернативными вариантами, такими как корпуса Dual-In-Line Packages (DIP). Корпуса DIP с двумя рядами выводов обеспечивали большую универсальность для более крупных схем и постепенно заменили корпуса SIP в основной электронике. Сегодня традиционные корпуса SIP в основном используются в устаревших системах или нишевых приложениях, служа историческим маркером в эволюции электроники.
Современная система в корпусе (SiP)
Определение и основная ценность
- Миниатюризация: уменьшает площадь печатной платы на 50% и более, что позволяет создавать компактные устройства, такие как носимые устройства.
- Повышение производительности: более короткие межсоединения улучшают электрические характеристики.
- Экономическая эффективность: снижает затраты на проектирование, сборку и цепочку поставок.
- Ускорение вывода на рынок: оптимизирует циклы проектирования и процессы валидации.

Технологии производства и интеграции
- Гетерогенная интеграция: объединение компонентов, изготовленных с помощью различных производственных процессов (например, аналоговых и цифровых микросхем), для достижения оптимальной производительности.
- Укладка микросхем: использование таких технологий, как «пакет на пакете», вертикальная/горизонтальная укладка или встраивание микросхем в подложки.
- Методы соединения: использование проволочных соединений, паяных выпуклостей и технологии флип-чип для обеспечения надежных соединений.
Технологии, обеспечивающие реализацию
- Экранирование: конформное, отсечное, селективное и магнитное экранирование для управления электромагнитными помехами.
- Усовершенствованная упаковка: упаковка на уровне пластин и упаковка на уровне пластин с разветвлением для высокоплотной интеграции.
Управление тепловым режимом
- Оптимизированные теплопроводящие материалы.
- Радиаторы и встроенные теплоотводы.
- Стратегии проектирования, такие как тепловые перемычки в печатных платах для эффективного отвода тепла.
Применение в реальных условиях
- Мобильные устройства: смартфоны, носимые устройства и цифровые музыкальные плееры выигрывают от его компактных размеров.
- IoT: питание датчиков умного дома и инфраструктуры умного города.
- Высокопроизводительные вычисления (HPC): используется в модулях хранения данных для систем искусственного интеллекта.
- Автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность: интегрируется в автомобильную электронику, радиолокационные системы и авиационную электронику.
- Медицинские устройства: позволяет создавать компактные мониторы здоровья и фитнес-трекеры.
Другие значения SIP помимо электроники
- Память SIPP: кратковременный 30-контактный модуль памяти, используемый в компьютерах 80286 и 80386. Он был быстро заменен более долговечными модулями SIMM.
- Session Initiation Protocol (SIP): телекоммуникационный протокол для инициирования и управления сеансами голосовой связи, видеосвязи и обмена сообщениями (критически важный для услуг VoIP).
Сравнительный анализ технологий упаковки
Традиционный SIP по сравнению с DIP/QFP/SOT
| Characteristic | Traditional SIP | DIP | QFP | SOT |
|---|---|---|---|---|
| Form Factor | Single row of leads | Dual rows of leads | Quad flat, no leads | Small outline, 3-6 leads |
| Pin Count | 2–64 | 4–64+ | 32–304+ | 3–6 |
| Mounting Technology | Through-hole | Through-hole/surface-mount | Surface-mount | Surface-mount |
| Typical Applications | Resistor networks, legacy systems | General ICs, microcontrollers | Complex ICs (microprocessors) | Transistors, small ICs |

SiP против SoC
| Characteristic | SiP | SoC |
|---|---|---|
| Integration Level | Multiple dies in one package | Single semiconductor die |
| Flexibility | Mixes components from different processes | Limited by single process node |
| Cost | Lower NRE, ideal for mid-volume | High NRE, optimized for high volume |
| Performance | Excellent (short interconnections) | Highest (on-die interconnects) |
| Applications | Mobile, IoT, automotive | High-volume consumer electronics (e.g., smartphone CPUs) |
SiP против MCM
| Characteristic | SiP | MCM |
|---|---|---|
| Evolution | Evolved from MCM, adds die stacking | Predecessor to SiP, no die stacking |
| Integration Density | Higher (stacked dies) | Moderate (side-by-side chips) |
| Manufacturing | Uses advanced packaging (wafer-level) | Often uses simpler processes |
| Applications | Compact systems (wearables, IoT) | Telecommunications, high-speed data processing |
Выбор подходящего пакетного решения для вашего проекта
Выбор правильного корпусного решения для электронного проекта имеет решающее значение. Этот выбор влияет на производительность, размер и стоимость. Корпуса Single Inline Package (SIP) являются приемлемым вариантом для многих проектов.
При рассмотрении SIP необходимо оценить ограничения по пространству в вашем проекте. SIP идеально подходят, когда пространство на печатной плате ограничено. Их линейная конструкция максимально увеличивает использование при сохранении эффективности.
Стоимость — еще один фактор, который необходимо учитывать. SIP часто являются экономически эффективными, особенно для мелкосерийного производства. Их простота конструкции и изготовления снижает расходы.
Однако не все проекты подходят для SIP. Учтите количество соединений, необходимых в вашей схеме. SIP могут не подходить для приложений, требующих большого количества контактов, где более подходящим может быть другой тип корпуса.




