Apa itu Dual Inline Package?
DIP, atau dual inline package, adalah jenis kemasan sirkuit terpadu (IC) yang memiliki dua baris pin logam sejajar, yang disebut dual in-line pins, di kedua sisi sirkuit berbentuk persegi panjang. Kemasan DIP dapat disolder ke papan sirkuit cetak atau dimasukkan ke dalam soket DIP. Chip DIP memiliki dua baris pin dan harus dimasukkan ke dalam soket DIP pada pembawa chip atau dapat langsung disolder ke papan sirkuit cetak. Kemasan DIP telah banyak digunakan untuk IC, sakelar DIP, LED, tampilan tujuh segmen, tampilan grafik batang, dan relai.
Jenis-jenis Kemasan Dual Inline
- Ceramic DIP (CDIP): memiliki kinerja listrik yang lebih baik serta ketahanan yang lebih tinggi terhadap panas, kelembapan, dan guncangan.
- DIP Plastik (PDIP): terdiri dari dua baris pin paralel, memberikan isolasi dan perlindungan bagi IC.
- DIP Plastik Menyusut (SPDIP): memiliki jarak pin yang kecil, yaitu 0,07 inci (1,778 mm).
- Skinny DIP (SDIP): memiliki lebar 7,62 mm dan jarak pusat pin 2,54 mm.
Sejarah Paket DIP
Penemuan DIP
Komponen DIP pertama kali diciptakan oleh Bryant Buck Rogers dari Fairchild Semiconductor pada tahun 1964. Komponen tersebut memiliki 14 pin dan cukup mirip dengan kemasan DIP yang ada saat ini. Bentuk persegi panjang komponen DIP meningkatkan kepadatan komponen pada papan sirkuit dibandingkan dengan komponen bulat sebelumnya. Komponen DIP juga cocok untuk peralatan perakitan otomatis, dengan puluhan hingga ratusan IC pada papan sirkuit yang disolder oleh mesin solder gelombang dan diuji oleh peralatan pengujian otomatis, sehingga hanya membutuhkan sedikit tenaga kerja manual. Ukuran komponen DIP sebenarnya jauh lebih besar daripada sirkuit terpadu di dalamnya.
Dari DIP ke SMT
Kemasan DIP merupakan standar utama dalam industri mikroelektronika pada tahun 1970-an dan 1980-an. Penggunaannya secara bertahap menurun pada awal abad ke-21 dan digantikan oleh kemasan teknologi pemasangan permukaan (SMT) seperti PLCC dan SOIC. Komponen SMT memang cocok untuk produksi massal, namun kurang praktis untuk pembuatan prototipe sirkuit. Karena beberapa komponen baru hanya menyediakan produk kemasan SMT, banyak perusahaan memproduksi adaptor yang mengubah komponen SMD menjadi kemasan DIP, sehingga IC SMT dapat ditempatkan di dalam adaptor dan dihubungkan ke papan prototipe sirkuit (seperti papan tusuk) atau komponen penyisipan langsung lainnya, sama seperti komponen DIP.
Penurunan Komponen DIP
Untuk komponen yang dapat diprogram seperti EPROM atau GAL, komponen dalam kemasan DIP masih populer untuk sementara waktu karena memudahkan proses penulisan data menggunakan peralatan penulisan eksternal (komponen dalam kemasan DIP dapat langsung dimasukkan ke dalam soket DIP yang sesuai pada peralatan penulisan tersebut). Namun, seiring dengan semakin populernya teknologi pemrograman in-line (ISP), keunggulan kemudahan pemrograman pada komponen kemasan DIP tidak lagi menjadi hal yang penting. Pada tahun 1990-an, komponen dengan lebih dari 20 pin mungkin masih tersedia dalam kemasan DIP. Pada abad ke-21, banyak komponen programmable baru dikemas dalam SMT, dan produk dalam kemasan DIP tidak lagi tersedia.
Struktur DIP
Paket DIP terdiri dari leadframe, substrat paket, chip silikon, sambungan kawat emas, dan lapisan polimer.
Leadframe adalah rangka logam tipis yang menahan chip silikon dan menyediakan sambungan listrik ke lingkungan luar. Substrat kemasan adalah lembaran tipis bahan isolasi yang menopang serta menghubungkan secara listrik antara leadframe dan chip silikon.
Chip silikon adalah inti dari kemasan DIP, yang berisi sirkuit elektronik yang menjalankan fungsi yang diinginkan. Sambungan kawat emas menghubungkan chip silikon ke leadframe, sehingga memungkinkan sinyal listrik mengalir antara chip silikon dan dunia luar.
Overmold polimer adalah lapisan pelindung yang menutupi leadframe, substrat kemasan, chip silikon, dan sambungan kawat emas. Lapisan ini memberikan perlindungan mekanis, mencegah masuknya kelembapan, dan meningkatkan keandalan keseluruhan kemasan DIP.
Kelebihan dan Kekurangan Kemasan Dual Inline
Kelebihan
- Sederhana dan murah.
- Mudah diproduksi dan dirakit untuk produksi massal.
- Kompatibel dengan teknik pemasangan melalui lubang.
- Pendinginan yang baik.
- Mudah diganti tanpa merusak komponen di sekitarnya.
Kekurangan
- DIP memakan lebih banyak ruang pada papan sirkuit dibandingkan dengan jenis kemasan lain seperti SMT.
- DIP tidak cocok untuk aplikasi dengan kepadatan tinggi, karena jarak antar pinnya terbatas.
- DIP tidak sekuat jenis kemasan lainnya dan dapat rusak akibat tekanan mekanis, seperti pembengkokan atau puntiran.
- DIP juga dapat terpengaruh oleh fluktuasi suhu, yang dapat menyebabkan pin mengembang atau menyusut dan berpotensi menyebabkan kegagalan sambungan solder.
Pin pada DIP
Komponen DIP (dual in-line package) memiliki dimensi standar yang sesuai dengan standar JEDEC. Jarak antara dua pin (pitch) adalah 0,1 inci (2,54 mm). Jarak baris, yang mengacu pada jarak antara dua baris pin, bergantung pada jumlah pin dalam kemasan. Jarak baris yang paling umum adalah 0,3 inci (7,62 mm) atau 0,6 inci (15,24 mm). Jarak lain yang kurang umum adalah 0,4 inci (10,16 mm) atau 0,9 inci (22,86 mm). Ada juga beberapa kemasan dengan pitch 0,07 inci (1,778 mm) dan jarak baris 0,3 inci, 0,6 inci, atau 0,75 inci.
Kemasan DIP yang digunakan di bekas Uni Soviet dan Eropa Timur mirip dengan standar JEDEC, tetapi jarak antar pinnya adalah 2,5 milimeter, yang didasarkan pada sistem metrik, bukan 0,1 inci (2,54 mm) yang digunakan dalam sistem imperial.
Jumlah pin dalam kemasan DIP selalu genap. Jika jarak barisnya 0,3 inci, jumlah pin yang paling umum adalah 8 hingga 24, dan terkadang ada kemasan dengan 4 atau 28 pin. Jika jarak antar baris adalah 0,6 inci, jumlah pin yang paling umum adalah 24, 28, 32, atau 40, dan ada juga kemasan dengan 36, 48, atau 52 pin. Jumlah pin maksimum untuk kemasan DIP yang umum digunakan adalah 64, seperti pada kasus CPU Motorola 68000 dan Zilog Z180.
Ketika lekukan pengenal komponen menghadap ke atas, pin kiri atas adalah pin 1, dan pin lainnya diberi nomor berlawanan arah jarum jam. Terkadang pin 1 juga ditandai dengan titik. Misalnya, pada IC DIP14, ketika lekukan pengenal menghadap ke atas, pin di sisi kiri diberi nomor dari 1 hingga 7 dari atas ke bawah, dan pin di sisi kanan diberi nomor dari 8 hingga 14 dari bawah ke atas.
Karakteristik Listrik Komponen DIP
Komponen DIP (dual in-line package) memiliki karakteristik listrik tertentu yang menentukan kinerja dan keandalannya. Berikut ini adalah beberapa spesifikasi listrik terpenting untuk komponen DIP:
- Umur Listrik: Setiap sakelar diuji selama 2000 siklus pada 24 VDC dan 25 mA.
- Arus Pengenal untuk Pengoperasian Jarang: 100mA, tegangan tahan 50VDC.
- Arus Pengenal untuk Pengalihan Sering: 25mA, tegangan tahan 24VDC.
- Resistansi Kontak: (a) Nilai awal maksimum 50mΩ; (b) nilai maksimum setelah pengujian 100mΩ.
- Resistansi Isolasi: Minimal 100mΩ pada 500VDC.
- Tegangan Tahan: 500VAC/1 menit.
- Kapasitansi Antar-elektroda: Maksimum 5pF.
- Sirkuit: Tersedia konfigurasi single-pole, single-throw (SPST) atau double-pole, double-throw (DPDT).
Karakteristik listrik ini sangat penting untuk memastikan kinerja dan keandalan optimal komponen DIP. Produsen harus mematuhi standar JEDEC untuk memastikan bahwa komponen mereka memenuhi spesifikasi yang disyaratkan. Saat merancang sirkuit yang menggunakan komponen DIP, penting untuk mempertimbangkan karakteristik listrik ini guna memastikan bahwa sirkuit berfungsi dengan baik dan aman.
DIP vs SOIC
DIP (dual in-line package) dan SOIC (small outline integrated circuit) adalah dua jenis kemasan yang umum digunakan untuk sirkuit terpadu (IC). Kedua jenis tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, dan pilihan di antara keduanya bergantung pada persyaratan khusus dari aplikasi yang bersangkutan. Tabel berikut merangkum perbedaan utama antara DIP dan SOIC.
| 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 |
Kemasan DIP telah digunakan secara luas selama bertahun-tahun, tetapi ukurannya yang besar dan metode pemasangan melalui lubang (through-hole) membuatnya kurang cocok untuk aplikasi teknologi pemasangan permukaan (SMT) modern. Di sisi lain, kemasan SOIC lebih kecil, lebih ringan, dan lebih cocok untuk perakitan SMT. Posisi kaki pada kemasan SOIC juga memungkinkan kinerja listrik yang lebih baik, karena jalur kaki ke IC lebih pendek.
Dari segi biaya, kemasan DIP umumnya lebih murah daripada kemasan SOIC. Namun, perbedaan biaya tersebut dapat diimbangi oleh keunggulan kemasan SOIC dalam hal kinerja, ukuran, dan kemudahan perakitan.
Singkatnya, kemasan DIP cocok untuk aplikasi yang membutuhkan jumlah pin lebih sedikit dan pemasangan melalui lubang, sedangkan kemasan SOIC lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan jumlah pin lebih banyak, ukuran lebih kecil, dan teknologi pemasangan permukaan.
