co znamená dvojřadý integrovaný obal (DIP)?

Význam dual inline package (DIP) a in-line balení

co znamená dual in-line package (DIP)?

Obsah

• Úvod s
• Dual Inline Package (DIP): definice a vysvětlení? Jak funguje DIP?
• Jak nainstalovat DIP balení
• Aplikace dual inline package (DIP)
• DIP versus SOP, QFP a BGA
• Volba mezi DIP a jinými typy pouzder
• Nejčastější dotazy

Úvod s

Twin Inline Bundle (DIP) patří mezi nejznámější a historicky nejdůležitější styly pouzder integrovaných obvodů (IC) v elektronice. Je to bezčasové pouzdro pro montáž do děr (through-hole), které využívá dvě identické řady vývodů ke spojení integrovaného obvodu s plošným spojem (PCB). I když moderní digitální zařízení často spoléhají na menší povrchová montáž moderní technologie (SMT) součástky, strategie DIP stále zůstává důležitá, protože je snadno pájena, přímočaře nahraditelná a skutečně užitečná v Prototypování desek plošných spojů vzdělávání a učení, opravách a výrobě malých sérií. Pokud jste někdy použili prototypovací desku (breadboard), sestavili si vlastní obvod nebo pracovali se starší elektronikou, pravděpodobně jste již viděli čip DIP v akci.

Proč je tato tématika důležitá

Rozpoznání toho, co je dvouřadý přímý pouzdro (DIP), je užitečné pro každého, kdo se zabývá návrhem digitálních zařízení, opravami, prototypováním nebo výrobou. Pomáhá vám dělat lepší rozhodnutí při výběru typu pouzdra pro integrované obvody (IO), paměťové čipy, logické čipy, mikrořadiče a další elektronické součástky. Navíc vám poskytuje lepší základ pro porovnání DIP vs SMD, DIP vs SOP, DIP vs QFP a DIP vs BGA.

DIP není pouze forma. Je to přístup k balení součástek s podrobnými úlevami. Jeho větší rozměry mohou být negativním faktorem u mobilních zařízení, avšak právě tyto stejné rozměry usnadňují ruční pájení a zjednodušují testování na prototypovací desce (breadboard). Jeho vývody pro průchod dírou jsou mechanicky pevné, ale zároveň zabírají více místa na desce plošných spojů než moderní povrchové montážní techniky. Právě tato rovnováha je důvodem, proč se DIP stále často používá při návrhu elektronických zařízení, komerčních elektronických systémů, výukových sad elektronických nástrojů a tradičních systémů.

Rychlý příklad z reálného života

Představte si, že stavíte malý prototypový obvod pro univerzitní úkol nebo testujete návrh zesilovače na prototypové desce. Součástka v provedení DIP je mnohem snadněji umístitelná, vyměnitelná a pájena než malý čip ve vývodu pro povrchovou montáž (SMD). Nepotřebujete složité zařízení pro pájení reflow ani malé měřicí nástroje. Stačí čip jednoduše umístit, ověřit správné zarovnání DIP pouzdra, připájet vývody a otestovat obvod. Tento druh jednoduchosti patří mezi hlavní důvody, proč zůstává pouzdro Dual Inline Package (DIP) stále životaschopné.

Proč je DIP stále aktuální

I v éře technologie SMT, přenosných integrovaných obvodů a aplikací s vysokou hustotou součástek na tištěných spojovacích deskách (PCB) stále nabízí DIP skutečnou hodnotu. Je zvláště užitečné tam, kde:

Je upřednostňováno ruční pájení

Je nutné provádět jednoduché opravy

Je třeba součástky často měnit

Jsou náklady důležitější než rozměry

Vývojáři potřebují řešení, které dobře funguje na prototypové PCB

Dual Inline Package (DIP): definice a vysvětlení ?

Dvojnásobný řadový balíček (DIP) je typ digitálního součástkového pouzdra, které slouží k umístění integrovaného obvodu nebo jiné polovodičové součástky. Nazývá se „dvojnásobný řadový“, protože má dvě paralelní řady vývodů vyčnívajících z protilehlých stran obdélníkového pouzdra. Tyto vývody se vsunou do otvorů na tištěné spojové desce (PCB), což je důvod, proč se DIP označuje jako pouzdro s průchodnými otvory. V základní elektronické terminologii je DIP způsob, jak usnadnit umístění, pájení a připojení integrovaného obvodu k desce plošných spojů. Právě proto se technika DIP stala jedním z nejpopulárnějších typů balení integrovaných obvodů v počátečních letech moderních elektronických zařízení.

Hlavní funkcí DIP je poskytnout jak elektrické propojení, tak mechanickou podporu. IC uvnitř tohoto pouzdra je skutečný polovodičový prvek, avšak tělo DIP ho chrání a poskytuje vývojářům výhodný způsob jeho montáže na desku plošných spojů. Vývody jsou uspořádány ve standardním vzoru, aby bylo možné je použít při návrhu PCB, na prototypovacích deskách (breadboard), v zásuvkách a v zkušebních zařízeních. Proto se DIP obvykle označuje jako IC pouzdro kompatibilní s prototypovací deskou (breadboard) nebo jako konstrukce kompatibilní se zásuvkou. Nejde pouze o způsob, jak čip upevnit – je to metoda, která činí čip v reálných návrzích obvodů skutečně použitelným.

Strategie DIP jsou často spojovány s čipem DIP, integrovaným obvodem DIP nebo integrovaným obvodem typu Double In-line Bundle (DIP). Lze je najít v různém počtu vývodů, například DIP8, DIP14, DIP16 a větší verze. Číslo za označením „DIP“ obvykle udává celkový počet vývodů. Například provedení DIP16 má celkem 16 vývodů, z nichž 8 je umístěno na každé straně. Tento standardní postup usnadňuje návrhářům pochopení konfigurace vývodů, rozteče vývodů a požadavků na návrh desky. Většinou je rozteč vývodů 2,54 mm (0,1 palce), což je zároveň běžná rozteč používaná u mnoha prototypových desek a breadboardů.

Význam DIP v elektronice

V elektronických zařízeních je definice DIP základní:

Double = dvě řady

Inline = vývody zarovnané do řad

Package = pouzdro, které obsahuje čip

Základní charakteristiky DIP

Proč se DIP stal populárním

DIP se stal populárním, protože zároveň vyřešil mnoho raných elektronických problémů. Poskytoval návrhářům spolehlivou metodu pro umísťování čipů na tištěnou desku plošných spojů, byl snadno vizuálně kontrolovatelný a jednoduše ručně pájitelný. Také dobře fungoval s výrobními zařízeními dostupnými v dané době. Následně se DIP stal běžným pouzdem pro tištěné spoje v spotřební elektronice, firemní elektronice a počítačových systémech po mnoho let.

Dalším faktorem, který přispívá k jeho atraktivitě, je skutečnost, že DIP je extrémně vhodný pro začínající uživatele. Pokud se učíte elektronice, správa DIP komponentů je obecně jednodušší než práce s malými SMT součástkami. Vývody jsou dostatečně velké, aby byly viditelné a dotykové, a součástku lze namontovat bez použití pokročilých povrchových montážních zařízení. Proto zůstává DIP oblíbeným formátem pro prototypování elektronických obvodů, domácí sestavy obvodů a výukové sady.

DIP vs. moderní pouzdra

Dnes využívá mnoho moderních zařízení pouzdra SOP, QFP, TQFP nebo BGA, protože tyto techniky umožňují menší rozměry a vyšší hustotu vývodů. Tyto techniky jsou však obecně obtížnější na ruční pájení a složitější na testování v jednoduchých laboratorních podmínkách. DIP zůstává užitečný díky své jednoduchosti, odolnosti a snadné manipulaci, zejména pro aplikace s nízkým objemem výroby nebo vzdělávací účely.

Proč je tento termín stále důležitý

I přes skutečnost, že současné elektronické zařízení stále častěji využívají menších obalů, je termín DIP (Double Inline Package) stále důležitý, protože upřesňuje velmi konkrétní styl obalu s reálnými následky pro návrh. Když návrhář uvidí označení DIP, okamžitě pochopí:

obal používá propojovací kolíky pro montáž do otvorů (through-hole pins),

deska musí mít odpovídající otvory,

metoda montáže je pravděpodobně velmi snadno ručně pájena,

a součást lze později snadněji vyměnit.

Jak funguje DIP?

Strategie DIP je charakterizována připojením integrovaného obvodu uvnitř k desce plošných spojů prostřednictvím jeho vývodů. Integrovaný obvod uvnitř této strategie zpracovává signály a vývody poskytují fyzickou cestu pro tyto signály, stejně jako napájení a uzemnění. Jakmile je součástka umístěna na desce plošných spojů (PCB), každý její vývod se vsune do vyvrtaného otvoru a je na opačné straně desky spájen. Proto je DIP považován za technologii montáže s průchodnými otvory. Elektrické spojení je vytvořeno prostřednictvím metalizace stěn otvorů a pájeného spoje, čímž vzniká pevné mechanické i elektrické spojení.

Kontakty jsou primárním uživatelským rozhraním mezi čipem a vnějším obvodem. Některé kontakty přivádějí vstupní signály, některé výstupní signály, některé napájení a některé se používají pro uzemnění nebo řídicí funkce. Často je uspořádání kontaktů (pinout) základní, aby bylo návrhování a nahrazování jednodušší. Například logický integrovaný obvod v pouzdře DIP16 může mít pro VCC, GND, vstupy a výstupy určené konkrétní funkce jednotlivých kontaktů. Návrháři musí pochopit uspořádání kontaktů (pinout) ještě před umístěním pouzdra na desku, protože funkce každého kontaktu je zásadní pro správný chod obvodu.

Metoda DIP funguje velmi podobně jako pájení desek plošných spojů (PCB) a nastavení digitálních základních desek. Jakmile se vývody protnou deskou, aplikuje se pájka, aby vzniklo bezpečné spojení. Toto průchodové spojení je jednou z vlastností, pro kterou je technologie DIP známá svou mechanickou odolností. Spojení vytvořené pájkou a vývodem dohromady tvoří pevné spojení, které lépe odolává tahovým silám a rezonanci než mnohé povrchové součástky. To činí technologii DIP vhodnou pro aplikace, kde je součástka pravidelně manipulována nebo kde je důležitější odolnost než hustota rozdělení.

Elektrické funkce vývodů DIP

Běžný čip DIP může obsahovat vývody pro:

Výkon

Povrch

Vstupní signály

Výstupní signály

Hodinky

Povolení nebo reset

Adresní nebo datové linky

Montáž DIP na desku plošných spojů (PCB)

Tento proces obvykle zahrnuje:

Zarovnání pouzdra s otvory na desce plošných spojů (PCB)

Zasunutí vývodů do otvorů

Otočení desky

Pájení vývodů

Ořezání přebytečné délky vývodů v případě potřeby

Prohlídka pájených spojů

Chování při montáži do otvorů vs. povrchové montáži

DIP je pouzdro pro montáž do otvorů, což znamená, že vývody procházejí deskou plošných spojů. To se liší od povrchově montovaných součástek (SMD), které leží na povrchu desky a jsou pájeny k povrchovým kontaktům. Montáž do otvorů obvykle poskytuje výrazně lepší mechanickou pevnost, zatímco SMT umožňuje vyšší hustotu rozmístění součástek a lepší automatizaci.

Jak nainstalovat DIP balení

Instalace DIP schématu patří mezi nejpohodlnější úkoly při nastavování digitálních nástrojů, což je významný důvod, proč si stále udržuje takovou popularitu. Protože DIP využívá montáž přes otvory (through-hole), jsou kolíky vloženy přímo do vyvrtaných otvorů na tištěné spojovací desce (PCB) před pájením. Tím se vytvoří stabilní elektrický kontakt a mechanické upevnění. V mnoha případech lze součástku také vložit do DIP zásuvky, která umožňuje její pozdější odstranění bez nutnosti odpajení. To usnadňuje instalaci, testování a výměnu ve srovnání s různými povrchovými montážními technikami (SMD).

Běžný postup instalace začíná kontrolou polohy DIP pouzdra. Většina DIP pouzder má značku ve formě zářezu nebo tečky označující vývod 1, což pomáhá předejít obrácené instalaci. Pokud je čip zarovnán podle otvorů, jsou vývody velmi opatrně umístěny. Pokud deska používá zásuvku, nejprve se zásuvka pevně připevní a čip se vloží později. Pokud je čip přímo pájen, je strategicky umístěn na desku a pájka se aplikuje na opačné straně. Po pájení se spoje důkladně zkontrolují z hlediska úplného smáčení, ideálního tvaru a ochrany proti dalšímu poškození.

Instalace DIP pouzder je zvláště vhodná pro začátečníky, protože nepotřebuje reflow trouby, stencily pro tisk nebo nástroje pro přesné umisťování jemných roztečí. Stačí běžné nástroje:

Pájka s tepelným vývětem

Vařecí olovo

Úprava

Pinzeta nebo malé kleště

Deska plošných spojů (PCB) nebo breadboard

Multimetr

Nástroje na odstraňování pájky v případě potřeby

Proč jsou užitečné zásuvky pro DIP pouzdra

Výstup DIP usnadňuje instalaci a výměnu výrazně. Na rozdíl od přímého pájení čipu na desku je nejprve pevně připevněn zásuvkový konektor. Čip (IC) se poté do tohoto konektoru zařadí později. To slouží k:

Prototypování

Pravidelné výměně čipů

Přeprogramování nebo testování

Ochráně tepelně citlivých integrovaných obvodů (IC)

Návrhům vhodným pro opravy

Aplikace dual inline package (DIP)

Dvojřadý přímý pouzdro (DIP) se stále běžně používá v aplikacích, kde je důležitější jednoduchost použití, odolnost a servisní přístupnost než ultra-kompaktní rozměry. Je zvláště časté v digitálních zařízeních, která jsou jednoduchá, vzdělávací, vyráběná v malém množství nebo založená na starších technologiích. Protože techniky DIP jsou snadné v manipulaci a pájení, jsou ideální pro návrh prototypů tištěných spojových desek (PCB) a pro začínající práci. Jsou také užitečné ve starších spotřebních zařízeních, průmyslových řídicích systémech a zkušebních zařízeních.

Běžné aplikace DIP

Integrované obvody

Logické integrované obvody

Operační zesilovače

Paměťové čipy

Mikrokontroléry

Dip spiny

Ručně ovládané nastavovací sady

Výběr nástrojů a jejich obsluha

LED diody a sedmisegmentové displejové prvky

Indikační světla

Číselné displejové obrazovky

Relé

Ovládací obvody

Spínací aplikace

Vzdělávací sady elektronických zařízení

Použití ve třídě

Laboratorní výcvik

Elektronické nástroje pro samostatné projekty a projekty na prototypovací desce

Okruhy pro volnočasové aktivity

Prototypování

Služba opravy retro elektronických zařízení

Nesmrtelné počítačové systémy

Audio zařízení

Historické komerční systémy

Proč technologie DIP v těchto aplikacích dobře funguje

Technologie DIP je vhodná, protože je:

Snadno umisťitelná a vyměnitelná

Kompatibilní s pevnými konstrukcemi nebo konstrukcemi s použitím zásuvkových držáků

Dostatečně pevná pro použití s průchodnými otvory

Základní pro analýzu a opravu

Za přijatelnou cenu pro jednoduché obvody

DIP v mikrořadičích a logických obvodech

Mnoho klasických mikrořadičů a logických obvodů v provedení DIP se stále používá ve výcvikových výzkumných laboratořích a prototypových deskách. Je to z důvodu, že tento typ pouzdra umožňuje snadné připojení čipu k prototypovým deskám (breadboard) a modelovým tištěným spojovým deskám (PCB). Návrháři mohou rychle prověřit obvod, změnit hodnoty součástek nebo vyměnit čip bez nutnosti sofistikovaných zařízení pro montáž povrchových součástek (SMT).

DIP versus SOP, QFP a BGA

Porovnání pouzder DIP versus SOP, DIP versus QFP a DIP versus BGA pomáhá vysvětlit, proč se pouzdro DIP stále používá a kde selhává. Každý typ pouzdra řeší jiný návrhový problém. Pouzdro DIP je starší, větší a méně složité na manipulaci. Pouzdra SOP a QFP jsou menší a vhodnější pro moderní hustotu tištěných spojových desek (PCB). Pouzdro BGA podporuje velmi vysoký počet vývodů a vysokou účinnost, avšak je mnohem obtížnější pro kontrolu a opravy. To činí DIP nejvíce dostupnou možností a BGA jednou z nejpokročilejších.

DIP versus SOP

Balíček SOP je strategie pro montáž na povrch, která je menší a vhodnější pro automatizovanou výrobu. Ušetří místo na tištěné spojovací desce (PCB) a dobře funguje v malých zařízeních. DIP je naopak větší a snadněji se pájí ručně. Hlavní kompromis spočívá v tom, že SOP umožňuje vyšší hustotu roztečí, zatímco DIP usnadňuje jednodušší návrh prototypů a opravy.

DIP vs. QFP

QFP nebo TQFP používá vývody umístěné na všech čtyřech stranách a umožňuje vyšší počet vývodů v menším rozměru. Je běžně používán v moderních elektronických zařízeních, zejména tam, kde je omezena plocha desky. DIP je snadněji montovatelný, ale QFP je vhodnější pro malá zařízení a pokročilou elektroniku.

DIP vs. BGA

BGA balíček používá pájkové kuličky pod součástí místo vývodů. Je vhodný pro čipy s vysokou hustotou a vysokým výkonem, avšak vyžaduje pokročilé metody hodnocení a přepracování návrhu. DIP je mnohem jednodušší na zpracování, ale nemůže konkurovat BGA co se týče hustoty vývodů nebo účinnosti využití plochy desky.

Proč DIP stále zvítěžuje v některých případech

I když moderní typy pouzder jsou mnohem úspornější z hlediska místa, DIP stále nabízí následující výhody:

Nejvhodnější pro ruční montáž

Snadné vizuální prohlížení

Snadné použití na prototypovacích deskách (breadboard)

Užitečné pro výrobu malých sérií

Silné montážní spojení přes otvory

Volba mezi DIP a jinými typy pouzder

Výběr ideálního balení závisí na cílech daného výrobku. Pokud jde o prototyp, sestavu provedenou metodou DIY nebo opravu, může být DIP nejvhodnější volbou. Pokud by měl výrobek být přenosný, vysoce kompaktní a hromadně vyráběný, jsou obvykle vhodnější balení technologie SMT. Proto volba typu pouzdra není pouze technickým, ale také obchodním rozhodnutím. Nejvhodnější řešení je to, které nejlépe odpovídá fázi vývoje výrobku, rozpočtu a požadavkům na spolehlivost.

Kdy je DIP lepší volbou

Použijte DIP, pokud potřebujete:

Snadné ruční pájení

Snadnou výměnu

Kompatibilitu s breadboardem

Jednoduché testování

Maloseriová výroba

Vzdělávací a výzkumné aplikace

Kdy je SMT lepší volbou

Použijte SMT, pokud potřebujete:

Menší plocha zasahování

Tloušťka horní části

Automatizovaná sériová výroba

Lepší využití plochy desky plošných spojů

Pokročilejší uspořádání elektroniky zákazníků

Nejčastější dotazy

Jaké jsou výhody pouzdra typu DIP?

Hlavní výhody jsou snadné ruční pájení, vynikající mechanická pevnost, snadná kontrola, cenová dostupnost a kompatibilita s prototypovacími deskami (breadboardy) a zásuvkami.

Jaká je vzdálenost mezi vývody u pouzdra typu DIP?

Běžný rozteč vývodů je obvykle 2,54 mm (0,1 palce), přičemž běžná vzdálenost řad činí přibližně 7,62 mm pro typická uspořádání DIP.

Jak funguje pouzdro typu DIP?

Připojuje vnitřní integrovaný obvod k desce plošných spojů prostřednictvím dvou řad vývodů, které jsou zasunuty do otvorů a na opačné straně desky spájeny.

Jaký je rozdíl mezi jednořadým a dvouřadým pouzdrem?

SIP má jednu řadu kolíků, zatímco DIP má dvě paralelní řady kolíků

Jaké nástroje jsou potřeba pro domácí práce s použitím DIP?

Typické nástroje zahrnují pájku, pájku, pinzetu, tištěný spojovací obvod (PCB) nebo základní desku (breadboard), zařízení na odpajování a multimetr.