Cos'è un pacchetto doppio in linea?
DIP, o pacchetto doppio in linea, è un tipo di circuito integrato (IC) il cui imballaggio presenta due file parallele di pin metallici, chiamati pin in linea doppia, su entrambi i lati di un circuito di forma rettangolare. I pacchetti DIP possono essere saldati su una scheda a circuito stampato o inseriti in una presa DIP. I chip DIP hanno due file di pin e richiedono l’inserimento in una presa DIP su un supporto chip o possono essere saldati direttamente su una scheda a circuito stampato. I pacchetti DIP sono stati ampiamente utilizzati per circuiti integrati, interruttori DIP, LED, display a sette segmenti, display a barre e relè.
Tipi di pacchetti doppi in linea
- DIP in ceramica (CDIP): migliori prestazioni elettriche e maggiore resistenza al calore, all’umidità e agli urti.
- DIP in plastica (PDIP): consiste in due file parallele di pin, fornisce isolamento e protezione per i circuiti integrati.
- DIP in plastica ridotto (SPDIP): presenta un passo ridotto di 0,07 pollici (1,778 mm).
- DIP sottile (SDIP): è disponibile con una larghezza di 7,62 mm e una distanza tra i pin di 2,54 mm.
Storia del pacchetto DIP
Invenzione del DIP
Il primo componente DIP è stato inventato da Bryant Buck Rogers di Fairchild Semiconductor nel 1964. Aveva 14 pin ed era abbastanza simile all’imballaggio DIP odierno. La forma rettangolare dei componenti DIP ha aumentato la densità dei componenti sulle schede di circuito rispetto ai precedenti componenti rotondi. I componenti DIP erano anche adatti alle apparecchiature di assemblaggio automatizzate, con dozzine o centinaia di circuiti integrati su una scheda di circuito saldati da macchine per saldatura a onda e testati da apparecchiature di test automatizzate, richiedendo solo una piccola quantità di lavoro manuale. Le dimensioni dei componenti DIP sono in realtà molto più grandi dei circuiti integrati al loro interno.
Dal DIP a SMT
L’imballaggio DIP è stato il principale nel settore della microelettronica negli anni ’70 e ’80. Il suo utilizzo è gradualmente diminuito all’inizio del XXI secolo ed è stato sostituito dall’ tecnologia di montaggio superficiale (SMT) come PLCC e SOIC. Le caratteristiche dei componenti SMT sono adatte alla produzione di massa, ma meno convenienti per la produzione di prototipi di circuiti. Poiché alcuni nuovi componenti forniscono solo prodotti di imballaggio SMT, molte aziende producono adattatori che convertono i componenti SMD in imballaggi DIP, consentendo ai circuiti integrati SMT di essere posizionati nell’adattatore e collegati a breadboard o altri componenti a inserimento diretto in una scheda prototipo di circuito (come una scheda perforata) proprio come i componenti DIP.
Il declino dei componenti DIP
Per i componenti programmabili come EPROM o GAL, i componenti con imballaggio DIP sono ancora popolari per un po’ perché è conveniente bruciare i dati con apparecchiature di masterizzazione esterne (i componenti con imballaggio DIP possono essere inseriti direttamente nella corrispondente presa DIP dell’apparecchiatura di masterizzazione). . Tuttavia, con la popolarità della tecnologia di programmazione in linea (ISP), i vantaggi della facile programmazione dei componenti con imballaggio DIP non sono più importanti. Negli anni ’90, i componenti con più di 20 pin potrebbero ancora avere prodotti con imballaggio DIP. Nel XXI secolo, molti nuovi componenti programmabili sono confezionati in SMT e i prodotti con imballaggio DIP non sono più disponibili.
Struttura DIP
Il pacchetto DIP è costituito da un telaio di piombo, un substrato di pacchetto, un die di silicio, legami in oro e uno stampaggio polimerico.
Il telaio di piombo è un sottile telaio metallico che supporta il chip di silicio e fornisce connessioni elettriche al mondo esterno. Il substrato del package è un sottile pezzo di materiale isolante che supporta e collega elettricamente il telaio di piombo e il chip di silicio.
Il chip di silicio è il cuore del package DIP, contenente i circuiti elettronici che eseguono la funzione desiderata. I collegamenti in filo d’oro collegano il chip di silicio al telaio di piombo, consentendo ai segnali elettrici di fluire tra il chip di silicio e il mondo esterno.
Lo stampaggio in polimero è un rivestimento protettivo che copre il telaio di piombo, il substrato del package, il chip di silicio e i collegamenti in filo d’oro. Fornisce protezione meccanica, previene l’ingresso di umidità e migliora l’affidabilità complessiva del package DIP.
Pro e Contro del Package Dual Inline
Pro
- Semplice ed economico.
- Facile da fabbricare e assemblare per la produzione di massa.
- Compatibile con le tecniche di montaggio a foro passante.
- Buona dissipazione del calore.
- Facile da sostituire senza danneggiare i componenti circostanti.
Contro
- I DIP occupano più spazio sulla scheda circuitale rispetto ad altri tipi di package come SMT.
- Non sono adatti per applicazioni ad alta densità, poiché il loro passo dei pin è limitato.
- I DIP non sono robusti come altri tipi di package e possono essere danneggiati da stress meccanici, come flessione o torsione.
- Possono anche essere influenzati dalle fluttuazioni di temperatura, che possono causare l’espansione o la contrazione dei pin e potenzialmente portare a guasti delle saldature.
Pin del DIP
I componenti DIP (dual in-line package) hanno dimensioni standard che rispettano gli standard JEDEC. La distanza tra due pin (passo) è di 0,1 pollici (2,54 mm). La spaziatura delle file, che si riferisce alla distanza tra due file di pin, dipende dal numero di pin nel package. Le spaziatura delle file più comuni sono 0,3 pollici (7,62 mm) o 0,6 pollici (15,24 mm). Altre spaziatura meno comuni sono 0,4 pollici (10,16 mm) o 0,9 pollici (22,86 mm). Esistono anche alcuni package con un passo di 0,07 pollici (1,778 mm) e spaziatura delle file di 0,3 pollici, 0,6 pollici o 0,75 pollici.
I package DIP utilizzati nell’ex Unione Sovietica e nell’Europa orientale sono simili agli standard JEDEC, ma il passo è di 2,5 millimetri, che si basa sul sistema metrico, anziché 0,1 pollici (2,54 mm) utilizzato nel sistema imperiale.
Il numero di pin in un package DIP è sempre pari. Se la spaziatura delle file è di 0,3 pollici, il numero più comune di pin è da 8 a 24, e a volte ci sono package con 4 o 28 pin. Se la spaziatura delle file è di 0,6 pollici, i numeri più comuni di pin sono 24, 28, 32 o 40, e ci sono anche package con 36, 48 o 52 pin. Il numero massimo di pin per i package DIP comunemente utilizzati è 64, come nel caso delle CPU Motorola 68000 e Zilog Z180.
Quando la tacca identificativa di un componente è rivolta verso l’alto, il pin in alto a sinistra è il pin 1 e gli altri pin sono numerati in senso antiorario. A volte il pin 1 è anche contrassegnato con un punto. Ad esempio, in un IC DIP14, quando la tacca identificativa è rivolta verso l’alto, i pin sul lato sinistro sono numerati da 1 a 7 dall’alto verso il basso e i pin sul lato destro sono numerati da 8 a 14 dal basso verso l’alto.
Caratteristiche Elettriche dei Componenti DIP
I componenti DIP (dual in-line package) hanno caratteristiche elettriche specifiche che ne determinano le prestazioni e l’affidabilità. Di seguito sono riportate alcune delle specifiche elettriche più importanti per i componenti DIP:
- Durata elettrica: ogni interruttore viene testato per 2000 cicli a 24 VDC e 25 mA.
- Corrente nominale per commutazione poco frequente: 100 mA, tensione di tenuta di 50 VDC.
- Corrente nominale per commutazione frequente: 25 mA, tensione di tenuta di 24 VDC.
- Resistenza di contatto: (a) valore iniziale massimo di 50 mΩ; (b) valore massimo dopo il test di 100 mΩ.
- Resistenza di isolamento: minimo di 100 mΩ a 500 VDC.
- Tensione di tenuta: 500 VAC/1 minuto.
- Capacità interelettrodica: massimo di 5 pF.
- Circuito: sono disponibili configurazioni a polo singolo, a lancio singolo (SPST) o a doppio polo, a doppio lancio (DPDT).
Queste caratteristiche elettriche sono fondamentali per garantire prestazioni e affidabilità ottimali dei componenti DIP. I produttori devono aderire agli standard JEDEC per garantire che i loro componenti soddisfino le specifiche richieste. Quando si progettano circuiti che utilizzano componenti DIP, è importante considerare queste caratteristiche elettriche per garantire che il circuito funzioni correttamente e in sicurezza.
DIP vs SOIC
DIP (dual in-line package) e SOIC (small outline integrated circuit) sono due tipi di package comunemente utilizzati per i circuiti integrati (IC). Entrambi i tipi hanno vantaggi e svantaggi e la scelta tra loro dipende dai requisiti specifici dell’applicazione. La seguente tabella riassume le principali differenze tra DIP e 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 |
I package DIP sono stati ampiamente utilizzati per molti anni, ma le loro dimensioni e il montaggio a foro passante li rendono meno adatti alle moderne applicazioni di tecnologia di montaggio superficiale (SMT). I package SOIC, d’altra parte, sono più piccoli, più leggeri e più adatti all’assemblaggio SMT. La posizione dei pin dei package SOIC consente anche prestazioni elettriche migliori, poiché i pin hanno percorsi più brevi verso il circuito integrato.
In termini di costo, i package DIP sono generalmente meno costosi dei package SOIC. Tuttavia, la differenza di costo può essere compensata dai vantaggi dei package SOIC in termini di prestazioni, dimensioni e facilità di assemblaggio.
In sintesi, i package DIP sono adatti per applicazioni che richiedono un numero di pin inferiore e il montaggio a foro passante, mentre i package SOIC sono più adatti per applicazioni che richiedono un numero di pin più elevato, dimensioni più ridotte e tecnologia di montaggio superficiale.
