Dual Inline Package nedir?
DIP (Dual In-line Package), dikdörtgen şekilli devrenin her iki yanında "çift sıralı pimler" olarak adlandırılan iki paralel metal pim sırası bulunan bir entegre devre (IC) ambalaj türüdür. DIP ambalajları, baskılı devre kartına lehimlenebilir veya bir DIP soketine takılabilir. DIP yongaları iki sıra pime sahiptir ve bir yonga taşıyıcısındaki DIP soketine takılmaları gerekir veya doğrudan baskılı devre kartına lehimlenebilirler. DIP paketleri, IC'ler, DIP anahtarları, LED'ler, yedi segmentli ekranlar, çubuk grafik ekranlar ve röleler için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çift Sıralı Yonga Paketi Türleri
- Seramik DIP (CDIP): Daha iyi elektriksel performans ve ısıya, neme ve darbelere karşı daha yüksek direnç.
- Plastik DIP (PDIP): iki paralel pin sırasından oluşur, IC'ler için yalıtım ve koruma sağlar.
- Shrink Plastic DIP (SPDIP): 0,07 inç (1,778 mm) gibi küçük bir pin aralığına sahiptir.
- Skinny DIP (SDIP): 7,62 mm genişlik ve 2,54 mm pin merkez mesafesi ile gelir.
DIP Paketinin Tarihçesi
DIP'in icadı
İlk DIP bileşeni, 1964 yılında Fairchild Semiconductor'dan Bryant Buck Rogers tarafından icat edildi. Bu bileşen 14 pime sahipti ve günümüzün DIP ambalajına oldukça benziyordu. DIP bileşenlerinin dikdörtgen şekli, önceki yuvarlak bileşenlere kıyasla devre kartlarındaki bileşen yoğunluğunu artırdı. DIP bileşenleri, otomatik montaj ekipmanları için de uygundu; bir devre kartı üzerinde bulunan düzinelerce ila yüzlerce IC, dalga lehimleme makineleriyle lehimlenir ve otomatik test ekipmanlarıyla test edilirdi, bu da sadece az miktarda manuel işçilik gerektirirdi. DIP bileşenlerinin boyutu, aslında içlerindeki entegre devrelerden çok daha büyüktür.
DIP'den SMT'ye
DIP ambalajlama, 1970'ler ve 1980'lerde mikroelektronik endüstrisinin ana akımını oluşturuyordu. 21. yüzyılın başlarında kullanımı giderek azaldı ve yerini PLCC ve SOIC gibi yüzey montaj teknolojisi (SMT) ambalajlamasına bıraktı. SMT bileşenlerinin özellikleri seri üretime uygundur, ancak devre prototip üretimi için daha az elverişlidir. Bazı yeni bileşenler yalnızca SMT ambalaj ürünleri sunduğundan, birçok şirket SMD bileşenlerini DIP ambalajına dönüştüren adaptörler üretmektedir. Bu sayede SMT IC'ler adaptöre yerleştirilebilir ve DIP bileşenleri gibi devre prototip kartındaki (delikli plaka gibi) devre kartlarına veya diğer doğrudan takılan bileşenlere bağlanabilir.
DIP Bileşenlerinin Gerilemesi
EPROM veya GAL gibi programlanabilir bileşenler için, DIP ambalajlı bileşenler bir süre daha popüler olmaya devam edecektir; zira bu bileşenlere harici programlama ekipmanıyla veri yazmak oldukça kolaydır (DIP ambalajlı bileşenler, programlama ekipmanının ilgili DIP yuvasına doğrudan takılabilir). Ancak, hat içi programlama (ISP) teknolojisinin yaygınlaşmasıyla birlikte, DIP ambalajlı bileşenlerin kolay programlanabilirlik avantajı artık eskisi kadar önemli değildir. 1990'larda, 20'den fazla pime sahip bileşenler hala DIP ambalajlı ürünler olabilir. 21. yüzyılda, birçok yeni programlanabilir bileşen SMT ambalajlıdır ve DIP ambalajlı ürünler artık mevcut değildir.
DIP Yapısı
DIP paketi, bir kurşun çerçeve, bir paket alt tabakası, bir silikon yonga, altın tel bağlantılar ve bir polimer kaplamadan oluşur.
Leadframe, silikon yongayı tutan ve dış dünyayla elektriksel bağlantı sağlayan ince bir metal çerçevedir. Paket alt tabakası ise leadframe ile silikon yongayı destekleyen ve elektriksel olarak birbirine bağlayan ince bir yalıtım malzemesi parçasıdır.
Silikon yonga, istenen işlevi yerine getiren elektronik devreyi içeren DIP paketinin kalbidir. Altın tel bağlar, silikon yongayı leadframe'e bağlayarak silikon yonga ile dış dünya arasında elektrik sinyallerinin akışını sağlar.
Polimer kaplama, leadframe'i, paket substratını, silikon yongayı ve altın tel bağları kaplayan koruyucu bir kaplamadır. Mekanik koruma sağlar, nem girişini önler ve DIP paketinin genel güvenilirliğini artırır.
Dual Inline Package'ın Artıları ve Eksileri
Artıları
- Basit ve düşük maliyetli.
- Seri üretim için üretimi ve montajı kolaydır.
- Delikten geçirme montaj teknikleriyle uyumludur.
- İyi ısı dağılımı.
- Çevredeki bileşenlere zarar vermeden kolayca değiştirilebilir.
Eksileri
- DIP'ler, SMT gibi diğer paketleme türlerine kıyasla devre kartında daha fazla yer kaplar.
- Pin aralıkları sınırlı olduğundan, yüksek yoğunluklu uygulamalar için uygun değildirler.
- DIP'ler diğer ambalaj türleri kadar sağlam değildir ve bükülme veya burulma gibi mekanik gerilimlerden zarar görebilir.
- Ayrıca sıcaklık dalgalanmalarından da etkilenebilirler; bu da pimlerin genleşmesine veya büzülmesine ve potansiyel olarak lehim bağlantısının bozulmasına neden olabilir.
DIP pimleri
DIP (çift sıralı paket) bileşenleri, JEDEC standartlarına uygun standart boyutlara sahiptir. İki pim arasındaki mesafe (pitch) 0,1 inçtir (2,54 mm). İki pin sırası arasındaki mesafeyi ifade eden sıra aralığı, paketteki pin sayısına bağlıdır. En yaygın sıra aralıkları 0,3 inç (7,62 mm) veya 0,6 inç (15,24 mm) şeklindedir. Diğer daha az yaygın aralıklar ise 0,4 inç (10,16 mm) veya 0,9 inç (22,86 mm) şeklindedir. Ayrıca, 0,07 inç (1,778 mm) aralık ve 0,3 inç, 0,6 inç veya 0,75 inç sıra aralıklarına sahip bazı paketler de bulunmaktadır.
Eski Sovyetler Birliği ve Doğu Avrupa'da kullanılan DIP paketleri JEDEC standartlarına benzerdir, ancak aralık, İngiliz ölçü sisteminde kullanılan 0,1 inç (2,54 mm) yerine metrik sisteme dayalı 2,5 milimetredir.
Bir DIP paketindeki pin sayısı her zaman çifttir. Satır aralığı 0,3 inç ise, en yaygın pin sayısı 8 ila 24 arasındadır ve bazen 4 veya 28 pimli paketler de bulunur. Sıra aralığı 0,6 inç ise, en yaygın pin sayıları 24, 28, 32 veya 40'tır ve ayrıca 36, 48 veya 52 pimli paketler de vardır. Yaygın olarak kullanılan DIP paketleri için maksimum pin sayısı, Motorola 68000 ve Zilog Z180 CPU'larda olduğu gibi 64'tür.
Bir bileşenin tanımlama çentiği yukarı bakıyorsa, sol üstteki pin 1'dir ve diğer pinler saat yönünün tersine numaralandırılır. Bazen 1 numaralı pin bir nokta ile de işaretlenir. Örneğin, bir DIP14 IC'de, tanımlama çentiği yukarı bakıyorsa, sol taraftaki pinler yukarıdan aşağıya doğru 1'den 7'ye kadar numaralandırılır ve sağ taraftaki pinler aşağıdan yukarıya doğru 8'den 14'e kadar numaralandırılır.
DIP Bileşenlerinin Elektriksel Özellikleri
DIP (çift sıralı paket) bileşenleri, performanslarını ve güvenilirliklerini belirleyen belirli elektriksel özelliklere sahiptir. Aşağıda, DIP bileşenleri için en önemli elektriksel özelliklerden bazıları yer almaktadır:
- Elektriksel Ömür: Her anahtar, 24 VDC ve 25 mA'da 2000 döngü boyunca test edilir.
- Seyrek Anahtarlama için Anma Akımı: 100mA, 50VDC dayanım gerilimi.
- Sık Anahtarlama için Anma Akımı: 25mA, 24VDC dayanım gerilimi.
- Temas Direnci: (a) Maksimum başlangıç değeri 50 mΩ; (b) test sonrası maksimum değer 100 mΩ.
- İzolasyon Direnci: 500 VDC'de minimum 100 mΩ.
- Dayanım Gerilimi: 500VAC/1 dakika.
- Elektrotlar Arası Kapasitans: Maksimum 5pF.
- Devre: Tek kutuplu, tek atımlı (SPST) veya çift kutuplu, çift atımlı (DPDT) konfigürasyonlar mevcuttur.
Bu elektriksel özellikler, DIP bileşenlerinin optimum performansını ve güvenilirliğini sağlamak için çok önemlidir. Üreticiler, bileşenlerinin gerekli spesifikasyonları karşıladığından emin olmak için JEDEC standartlarına uymak zorundadır. DIP bileşenleri kullanan devreler tasarlanırken, devrenin düzgün ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak için bu elektriksel özellikleri dikkate almak önemlidir.
DIP ve SOIC
DIP (çift sıralı paket) ve SOIC (küçük dış hatlı entegre devre), entegre devreler (IC) için yaygın olarak kullanılan iki paketleme türüdür. Her iki türün de kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır; hangisinin seçileceği ise uygulamanın özel gereksinimlerine bağlıdır. Aşağıdaki tablo, DIP ve SOIC arasındaki temel farkları özetlemektedir.
| Feature | DIP | SOIC |
|---|---|---|
| Pin Count | Up to 64 pins | Up to 48 pins |
| Pitch | 0.1 inches (2.54 mm) | 0.5 mm to 1.27 mm |
| Size | Larger than SOIC | Smaller than DIP |
| Through-Hole Mounting | Yes | No |
| Surface Mounting | No | Yes |
| Lead Count | Even | Even or Odd |
| Lead Position | Inline | Gull-wing and J-lead |
| Electrical Performance | Good | Better than DIP |
| Cost | Lower than SOIC | Higher than DIP |
DIP paketleri yıllardır yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak boyutları ve delikli montaj yöntemleri nedeniyle modern yüzey montaj teknolojisi (SMT) uygulamaları için daha az uygundur. Öte yandan SOIC paketleri daha küçük, daha hafif ve SMT montajı için daha uygundur. SOIC paketlerindeki uç konumları, uçların IC’ye daha kısa mesafede olması nedeniyle daha iyi elektriksel performans sağlar.
Maliyet açısından, DIP paketleri genellikle SOIC paketlerinden daha ucuzdur. Ancak, maliyet farkı, performans, boyut ve montaj kolaylığı açısından SOIC paketlerinin avantajlarıyla dengelenebilir.
Özetle, DIP paketleri daha az pin sayısı ve delikli montaj gerektiren uygulamalar için uygunken, SOIC paketleri daha fazla pin sayısı, daha küçük boyut ve yüzey montaj teknolojisi gerektiren uygulamalar için daha uygundur.
