какво означава двойно редуващият се пакет (DIP)

Значение на двойната вградена корпусна конструкция (DIP) и вградена корпусна конструкция

какво означава двойната вградена корпусна конструкция (DIP)?

Съдържание

• Въведение s
• Двойна вградена корпусна конструкция (DIP): определение и обяснение? Как функционира DIP?
• Как се монтират DIP корпуси?
• Приложения на двойната вградена корпусна конструкция (DIP)
• DIP срещу SOP, QFP и BGA
• Избор между DIP и други типове корпуси
• Често задавани въпроси

Въведение s

Двойната вградена корпусна конструкция (DIP) е една от най-известните и исторически значими форми на корпусиране на интегрални схеми в електрониката. Това е класическа чрез-отворна (through-hole) конструкция, която използва два идентични реда контакти за свързване на интегрална схема с печатна платка (PCB). Въпреки че съвременните цифрови устройства често разчитат на по-малки повърхностно монтирана съвременна технология (SMT) компоненти, стратегията DIP продължава да е важна, тъй като е лесна за запояване, проста за замяна и наистина полезна при PCB прототипиране , образование и обучение, ремонт и производство в малки серии. Ако сте използвали някога прототипна платформа (breadboard), сте сглобявали самостоятелно електрическа верига или сте работили с по-стари електронни устройства, вероятно сте виждали чип DIP в действие.

Защо тази тема е важна

Разпознаването на това какво представлява двойната инлайн-опаковка (DIP) е от значение за всеки, който участва в проектирането, ремонта, прототипирането или производството на цифрови устройства. Това ви помага да вземате по-добри решения при избора на тип опаковка за интегрални схеми (IC), микросхеми памет, логически чипове, микроконтролери и други електронни компоненти. Освен това ви предоставя по-добра основа за сравнение между DIP и SMD, DIP и SOP, DIP и QFP, както и между DIP и BGA.

DIP не е просто един формат. Това е подход за опаковане на компоненти с подробни отстъпки. По-големите му размери могат да представляват недостатък за мобилните продукти, но същите тези размери правят ръчното лепене по-лесно и проверката върху прототипна платка — по-проста. Неговите чифтосани чрез отвори изводи са механично здрави, но също така заемат допълнително място на платката в сравнение с модерните повърхностно монтирани решения. Точно този баланс е причината DIP все още често да се използва при прототипиране на електронни устройства, комерсиална електроника, учебни електронни набори и традиционни системи.

Бърз пример от реалния свят

Представете си, че изграждате малък прототипен електрически верига за университетска задача или тествате проект на усилвател върху макетна платка. Компонентът в корпус DIP е много по-лесен за поставяне, замяна и лепене в сравнение с малък повърхностен чип. Не се нуждаете от изобретателно оборудване за рефлоу или миниатюрни инструменти за тестване. Можете просто да поставите чипа, да проверите правилното му ориентиране в корпуса DIP, да запоите краката му и да оцените работата на веригата. Такава лекота е един от най-важните фактори, поради които корпусът Dual Inline Package (DIP) продължава да има значение.

Защо DIP все още е актуален

Дори в света на технологиите за повърхностно монтиране (SMT), преносими IC опаковки и приложения с висока плътност на печатни платки (PCB), DIP продължава да изпълнява реална функция. Той е особено удобен там, където:

Се предпочита ръчно лепене

Ремонтът трябва да е прост

Компонентите често трябва да се заменят

Икономическите съображения надделяват над размерните ограничения

Разработчиците искат решение, което добре функционира върху прототипна PCB

Двойна редица контактни изводи (DIP): дефиниция и обяснение ?

Двойна редица с вградени контакти (DIP) е вид цифров компонент, използван за разполагане на интегрална схема или друг полупроводников елемент. Тя се нарича „двойна редица“ поради наличието на две успоредни редици контакти, които излизат от противоположните страни на правоъгълното корпусно тяло. Тези контакти се вмъкват директно в отворите на печатна платка (PCB), поради което DIP се описва като пакет с чрез-отворно монтиране. На езика на основната електроника DIP е подход, който прави интегралната схема лесна за поставяне, припойване и свързване към платката на схемата. Поради това подходът DIP стана един от най-популярните типове опаковки за интегрални схеми в ранните дни на съвременните електронни устройства.

Основната функция на DIP е да осигурява както електрическа връзка, така и механична поддръжка. ИС-то вътре в корпуса е истинският полупроводников елемент, докато корпусът на DIP го защитава и предоставя на разработчиците удобен начин за монтиране върху платка. Контактите са подредени в стандартен шаблон, за да могат да се използват при производството на печатни платки, на пробни платформи (breadboards), в контакти и изпитателни приспособления. Затова DIP обикновено се нарича корпус на ИС, съвместим с пробни платформи (breadboard), или конструкция, съвместима с гнезда. Това не е просто начин да се закрепи чипът — това е начин да се направи чипът полезен в реални схемни проекти.

Стратегиите DIP обикновено са свързани с чиповете DIP, ИС в корпус DIP или двуредови интегрални схеми (DIP IC). Те се срещат в различни бройки на изводи, като например DIP8, DIP14, DIP16 и по-големи версии. Числото след „DIP“ обикновено указва общия брой изводи. Например, корпусът DIP16 има общо 16 извода — по 8 от всяка страна. Този стандартен метод улеснява проектирането, като позволява лесно разбиране на конфигурацията на изводите, разстоянието между тях и изискванията към печатната платка. Обикновено разстоянието между изводите (pin pitch) е 2,54 мм (0,1 инча), което също е стандартното разстояние, използвано при много макетни платки и прототипни платки.

Значение на DIP в електрониката

В електронните устройства значението на термина DIP е основно:

Double = два реда

Inline = изводи, подредени в прави редове

Package = корпусът, който побира чипа

Основни характеристики на корпуса DIP

Защо DIP стана популярен

DIP стана популярен, защото едновременно решаваше множество от ранните проблеми в електрониката. Той предоставяше на дизайнерите надежден метод за монтиране на чипове върху печатна платка, беше лесен за визуална инспекция и прост за ръчно лепене. Освен това добре съвместим с производствените устройства, налични по онова време. По-късно DIP стана типичен корпус за PCB в потребителски електронни устройства, бизнес електронни устройства и компютърни системи в продължение на години.

Допълнителен фактор за неговата привлекателност е, че DIP е изключително подходящ за начинаещи. Ако учитите електроника, управлението на DIP-план е обикновено по-лесно от работа с малки SMT-компоненти. Изводите са достатъчно големи, за да се виждат и докосват, а компонентът може да се монтира без използване на най-съвременни повърхностно монтирани устройства. Затова DIP продължава да се използва широко при прототипиране на електронни схеми, DIY-проекти и учебни комплекти.

DIP срещу съвременни корпуси

Днес множество съвременни устройства използват корпуси SOP, QFP, TQFP или BGA, тъй като тези технологии позволяват по-малки размери и по-голяма плътност на изводите. Обаче тези технологии обикновено са по-трудни за ръчно лепене и по-сложни за тестване в проста лабораторна среда. DIP остава полезен, защото е прост, надежден и лесен за работа, особено при приложения с нисък обем или образователни цели.

Защо терминът все още има значение

Въпреки факта, че съвременните електронни устройства все повече използват по-малки корпуси, терминът „Двойна редица в линия“ (DIP) продължава да има голямо значение, тъй като уточнява изключително специфичен тип корпус с реални последици за дизайна. Когато един проектант види абревиатурата DIP, той бързо разбира:

корпусът използва пинове за монтаж чрез отвори (through-hole),

платката трябва да има съответстващи отвори,

монтажът вероятно е сравнително лесен за ръчно запояване,

а компонентът може да се замени по-лесно по-късно.

Как работи DIP?

Стратегията DIP се характеризира със свързването на вградената интегрална схема към външната печатна платка чрез нейните изводи. Интегралната схема вътре в стратегията обработва сигнали, а изводите осигуряват физическия път за тези сигнали, както и захранване и заземяване. Веднага щом се монтира върху печатна платка, всеки извод се поставя в предварително пробит отвор и се запоява от противоположната страна на платката. Затова DIP се счита за комплект за разработка с чрез-отворно монтиране. Електрическата връзка се създава чрез металното покритие на отвора и запояната връзка, което осигурява сигурна механична и електрическа връзка.

Контактите са основният потребителски интерфейс между чипа и външната верига. Някои контакти пренасят входни сигнали, други – изходни сигнали, някои подават захранване, а други се използват за заземяване или управляващи функции. Често разпределението на контактите (pinout) е базово, за да се направи проектирането и замяната по-лесни. Например, логическа ИС в корпус DIP16 може да има определени функции за контактите VCC, GND, входове и изходи. Проектиращите инженери трябва да разбират разпределението на контактите преди монтирането на корпуса върху платката, тъй като функцията на всеки контакт е от съществено значение за работата на веригата.

Методът DIP работи по начин, който е тясно свързан с лепенето на печатни платки (PCB) и настройката на цифровата материнска плата. Веднага щом контактите преминат през платката, прилага се оловно-циново спойка, за да се осигури безопасно свързване. Това свързване чрез отвори е един от основните фактори, поради които DIP се отличава с механична здравина. Спойната връзка и контактът заедно образуват здрава връзка, която по-добре издържа на опъване и резонанс в сравнение с различните повърхностно монтирани компоненти. Това прави DIP подходящ за приложения, при които компонентът може да се подлага на често обслужване или където издръжливостта има по-голямо значение от плътността.

Електрически функции на контактите DIP

Обичайният чип DIP може да има контакти за:

Мощност

Заземен

Входни сигнали

Изходни сигнали

Часовник

Активиране или нулиране

Адресни или информационни линии

Как се монтира DIP върху печатна платка (PCB)

Процесът обикновено включва:

Подравняване на корпуса с отворите на PCB

Поставяне на контактите през отворите

Обръщане на платката

Лепене на контактните пинове

Отрязване на излишната дължина на контактите, ако е необходимо

Проверка на лепените връзки

Поведение при монтиране чрез отвори срещу повърхностно монтиране

DIP е корпус за монтиране чрез отвори, което означава, че контактните пинове минават през отворите в печатната платка. Това се различава от повърхностно монтираните устройства (SMD), които се поставят върху повърхността на платката и се лепят към повърхностни контактни площи. Монтажът чрез отвори обикновено осигурява по-добра механична устойчивост, докато SMT позволява по-гъста компоновка и по-висока степен на автоматизация.

Как се монтират DIP корпуси?

Инсталирането на DIP план е една от най-удобните задачи при настройката на цифрови инструменти, което е значителна част от причината, поради която той продължава да бъде толкова популярен. Тъй като DIP използва монтаж чрез отвори, контактните пинове се поставят директно в пробитите отвори на печатната платка преди запояване. Това осигурява стабилен електрически контакт и механично закрепване. В много случаи компонентът може също така да бъде поставен в DIP-сокет, което позволява по-късно да бъде изваден без необходимост от дезапояване. Това прави инсталацията, тестването и замяната значително по-лесни в сравнение с различните повърхностно монтирани корпуси.

Обичайният процес на монтаж започва с проверка на положението на DIP-пакета. Повечето DIP-пакети имат индикаторна канавка или точка, посочваща пин 1, което помага да се избегне обратно монтиране. Когато чипът е подравнен спрямо отворите, пиновете се поставят много внимателно. Ако платката използва гнездо, първо се монтира гнездото, а след това чипът. Ако чипът се лепи директно, стратегията се поставя върху платката и припой се нанася от противоположната страна. След лепенето връзките се проверяват за пълно намокряне, идеална форма и защита от допълнителни въздействия.

Монтажът на DIP е особено подходящ за начинаещи, тъй като не изисква рефлоу-печки, трафаретно печатане или инструменти за прецизно позициониране на фини разстояния между пиновете. Достатъчни са стандартни инструменти:

Въздушна горелка

Паялник

Настройка

Пинцет или малки клещи

ППС или пробна платка

Мултиметър

Инструменти за десолдериране при нужда

Защо DIP-гнездата са полезни

Изходът DIP прави инсталирането и замяната значително по-лесни. В сравнение с припояването на чипа директно към платката, изходът първоначално е здраво монтиран. По-късно ИС се включва в изхода. Това служи за:

Прототипиране

Редовна замяна на чипове

Препрограмиране или тестване

Защита на термочувствителни ИС

Дизайн, удобен за ремонт

Приложения на двойната вградена корпусна конструкция (DIP)

Двойната редица контактни изводи (DIP) все още се използва широко в приложения, при които простотата на употреба, надеждността и ремонтопригодността са по-важни от ултракомпактния размер. Тя е особено разпространена в цифрови устройства, които са прости, учебни, с нисък обем на производство или базирани на остарели технологии. Тъй като DIP технологиите са лесни за работа и припояване, те са отличен избор за прототипиране на печатни платки и за начинаещи. Те са полезни и в по-стари потребителски устройства, промишлени системи за управление и изпитателни инструменти.

Често срещани приложения на DIP

Интегрирани схеми

Логически ИС

Операционни усилватели

Меморийни чипове

Microcontrollers

Dip switches

Ръчно управлявани настройки

Избор на инструменти и обслужване

LED елементи и седемсегментни екрани

Индикационни светлини

Числови дисплеи

Реле

Управленични кръгове

Превключващи приложения

Образователни комплекти от електронни устройства

Употреба в клас

Лабораторно обучение

Електронни инструменти за самостоятелна работа и проекти с макетна плоча

Кръгови маршрути за досуг

Прототипиране

Услуга за ремонт на ретро електронни устройства

Времеви компютърни системи

Аудиоустройства

Търговски системи от наследството

Защо DIP работи добре в тези приложения

DIP се използва, защото е:

Лесен за монтиране и замяна

Съвместим с конструкции с фиксирано или гнездово монтиране

Достатъчно здрав за употреба с чрез-отворно монтиране

Основно за анализ и поправка

Достъпна за прости вериги

DIP в микроконтролери и логически вериги

Множество класически микроконтролери и логически устройства в корпус DIP все още се използват в учебни изследователски лаборатории и прототипни платки. Това се дължи на факта, че конструкцията на корпуса позволява лесно свързване към макетни платки (breadboards) и прототипни печатни платки (PCB). Проектираните могат бързо да проверят една верига, да направят промени, които струват усилия, или да заменят чип, без да се нуждаят от сложни SMT устройства.

DIP срещу SOP, QFP и BGA

Сравнението между корпуси DIP и SOP, DIP и QFP, както и DIP и BGA помага да се обясни защо корпусът DIP все още се използва и къде не е подходящ. Всеки тип корпус решава различен проектен проблем. DIP е по-стар, по-голям и по-малко сложен за работа. SOP и QFP са по-малки и по-подходящи за съвременната плътност на печатните платки. BGA поддържа много висок брой изводи и ефективност, но е значително по-труден за инспекция и преизработване. Това прави DIP най-достъпния подход, а BGA — един от най-напредналите.

DIP срещу SOP

Пакетът SOP е стратегия с повърхностно монтиране, която е по-малка по размер и по-подходяща за автоматизирано производство. Той спестява място на печатната платка и работи добре в малки продукти. DIP, в сравнение, е по-голям и по-лесен за ръчно лепене. Основният компромис е, че SOP поддържа по-голяма плътност, докато DIP поддържа по-лесно прототипиране и ремонт.

DIP срещу QFP

QFP или TQFP корпусът разполага контакти по всичките четири страни и поддържа значително по-голям брой контакти в по-малко пространство. Той е преобладаващ в съвременните електронни устройства, особено когато площта на платката е ограничена. DIP е по-лесен за монтаж, но QFP е далеч по-подходящ за малки устройства и напреднала електроника.

DIP срещу BGA

Пакетът BGA използва оловно-цинови кълбета под компонента, а не изпъкнали пинове. Той е подходящ за високоплътностни и високопроизводителни чипове, но изисква най-съвременни методи за оценка и преизработване. DIP е значително по-прост за обработка, но не може да се мери с BGA по плътност на пиновете или ефективност на използването на мястото на платката.

Защо DIP все още печели в някои случаи

Въпреки че съвременните типове корпуси са далеч по-икономични по отношение на пространството, DIP все още има предимства:

Най-подходящ за ръчна сглобка

Лесен за визуална проверка

Лесен за използване в прототипни платки (breadboards)

Полезен за производство с нисък обем

Силно монтиране чрез отвори (through-hole)

Избор между DIP и други типове корпуси

Изборът на идеалния пакет зависи от целите на продукта. Ако работата е прототип, самостоятелно изготвяне или ремонтна задача, DIP може да е най-ефективният избор. Ако конструкцията трябва да е преносима, с висока плътност и масово производство, SMT пакетите обикновено са по-подходящи. Затова изборът на пакет не е само техническо, но и бизнес решение. Най-добрата стратегия е тази, която отговаря на етапа на продукта, бюджета и изискванията за надеждност.

Кога DIP е по-добрият избор

Използвайте DIP, когато имате нужда от:

Лесно ръчно лепене

Лесна подмяна

Съвместимост с макетна платка

Просто тестване

Производство с нисък обем

Приложения за обучение и изследване

Кога SMT е по-добрият избор

Използвайте SMT, когато имате нужда от:

По-малък отпечатък

Дебелина на горната част

Автоматизирано масово производство

По-ефективно използване на площта на печатната платка

По-напреднал подреден електронен компонент за клиенти

Често задавани въпроси

Какви са предимствата на двуредния корпус (DIP)?

Основните предимства са лесно ръчно лепене, отлична механична здравина, лесна инспекция, достъпна цена и съвместимост с макетни платки и контакти.

На какво разстояние са разположени контактите в двуреден корпус (DIP)?

Обичайният разстояние между контактите обикновено е 2,54 мм (0,1 инча), а типичното разстояние между редовете е около 7,62 мм за стандартните DIP подредби.

Как функционира двуредният корпус?

Той свързва вграден интегрален чип (IC) с печатна платка чрез два реда контакти, които се поставят в отвори и се лепят от противоположната страна на платката.

Каква е разликата между единичен реден корпус и двуреден корпус?

SIP има единичен ред от пинове, докато DIP идва с два успоредни реда от пинове

Какви инструменти са необходими за самостоятелно изпълняване на задачи с използване на DIP?

Типичните инструменти включват лойница, лой, пинцети, печатна платка (PCB) или прототипна платка (breadboard), устройства за отлояване и мултиметър.