čo je dvojriadkový balík (DIP)

Význam dvojriadkového integrovaného obvodu (DIP) a in-line balenie

čo znamená dvojriadkový integrovaný obvod (DIP)?

Obsah

• Úvod s
• Dvojriadkový integrovaný obvod (DIP): definícia a vysvetlenie? Ako funguje DIP?
• Ako inštalovať DIP balenia
• Použitie dvojriadkových integrovaných obvodov (DIP)
• DIP vs. SOP, QFP a BGA
• Výber medzi DIP a inými typmi balení
• Často kladené otázky

Úvod s

Dvojriadkové integrované obvody (DIP) patria medzi najznámejšie a historicky najdôležitejšie typy balenia integrovaných obvodov v elektronike. Ide o klasické cezotvorové balenie, ktoré využíva dva rovnaké rady vývodov na pripojenie integrovaného obvodu k vyrobenému plošnému spoju (PCB). Hoci moderné digitálne zariadenia často závisia od menších povrchová montáž moderných technológií (SMT) komponenty, stratégia DIP stále zostáva dôležitá, pretože je ľahko spájkovateľná, jednoduchá na výmenu a skutočne užitočná pri Prototypovania dosiek plošných spojov vzdelávaní a učení sa, opravách a výrobe v malých sériách. Ak ste niekedy použili prototypovú dosku (breadboard), zostavili si vlastný obvod alebo pracovali s staršími elektronickými zariadeniami, pravdepodobne ste už videli čip DIP v činnosti.

Prečo je táto téma dôležitá

Rozpoznávanie toho, čo je dvojriadkový inline balík (DIP), je dôležité pre každého, kto sa zaoberá návrhom digitálnych zariadení, opravami, prototypovaním alebo výrobou. Pomáha vám robiť lepšie rozhodnutia pri výbere typov balenia pre integrované obvody (IO), pamäťové čipy, logické čipy, mikroriadiče a iné elektronické súčiastky. Okrem toho vám poskytuje lepší rámec na porovnávanie DIP vs. SMD, DIP vs. SOP, DIP vs. QFP a DIP vs. BGA.

DIP nie je len forma. Ide o prístup k balenie súčiastok s detailnými úpravami. Jeho väčšie rozmery môžu byť negatívnym faktorom pri mobilných zariadeniach, avšak práve tieto rozmery umožňujú jednoduchšie ručné spájkovanie a ľahšiu kontrolu na prototypovacom paneli (breadboard). Jeho vodiče pre priechod cez dosku sú mechanicky pevné, avšak zaberajú viac miesta na doske ako moderné povrchové montážne techniky. Práve táto rovnováha je dôvodom, prečo sa DIP stále často používa pri prototypovaní elektronických zariadení, komerčnej elektronike, vzdelávacích elektronických stavebniciach a tradičných systémoch.

Rýchly príklad z reálneho života

Predstavte si, že stavíte malý prototypový obvod pre univerzitnú úlohu alebo skúšate návrh zosilňovača na prototypovej doske (breadboard). Komponent v pouzdra DIP je oveľa jednoduchšie umiestniť, vymeniť a spájať ako malý čip s povrchovo montovanými vývodmi (SMD). Nepotrebujete vyspelé vybavenie na reflow pájkovanie ani malé meracie prístroje. Stačí čip jednoducho umiestniť, overiť správne zarovnanie pouzdra DIP, spájkať vývody a otestovať obvod. Tento druh pohodlia patrí medzi najväčšie faktory, prečo sa pouzdro Dual Inline Package (DIP) stále udržiava v praxi.

Prečo je DIP stále aktuálne

Aj v dobe technológie SMT, prenosných integrovaných obvodov a aplikácií PCB s vysokou hustotou zapojenia sa DIP stále hodi na konkrétne účely. Je obzvlášť užitočné v prípadoch, keď:

Sa uprednostňuje ručné pájkovanie

Opravy musia byť jednoduché

Komponenty sa musia často meniť

Sú väčšie problémy s nákladmi než s veľkosťou

Vývojári potrebujú riešenie, ktoré dobre funguje na prototypovej PCB

Dual Inline Package (DIP): definícia a vysvetlenie ?

Dvojriadkový integrovaný balík (DIP) je typ digitálneho súčiastkového pôdorysu, ktorý sa používa na umiestnenie integrovaného obvodu alebo iného polovodičového zariadenia. Nazýva sa „dvojriadkový“, pretože má dva paralelné rady vývodov, ktoré sa rozprestierajú z protiľahlých strán obdĺžnikového balíka. Tieto vývody sa zasúvajú priamo do otvorov na plošnom spoji (PCB), čo je dôvod, prečo sa DIP označuje ako balík s prechodnými otvormi. V základnej elektronike je DIP stratégia, ktorá umožňuje veľmi jednoduché umiestnenie, spájkovanie a pripojenie integrovaného obvodu k doske obvodu. Preto sa stratégia DIP stala jedným z najobľúbenejších typov balenia integrovaných obvodov v najrannejšom období moderných elektronických zariadení.

Hlavnou funkciou DIP je poskytnúť zároveň elektrické prepojenie aj mechanickú podporu. IC vo vnútri tohto pouzdra je skutočný polovodičový prvok, avšak teleso DIP ho chráni a poskytuje vývojárom výhodný spôsob jeho montáže na dosku plošných spojov. Vývody sú usporiadané v štandardnom vzore, aby sa dali použiť pri návrhu PCB, na prototypovacích doskách (breadboardoch), v zásuvkách a v skúšobných prípravkoch. Preto sa DIP zvyčajne označuje ako IC pouzdro kompatibilné s prototypovacími doskami (breadboardmi) alebo ako konštrukcia kompatibilná so zásuvkami. Ide nielen o spôsob, ako upevniť čip – je to spôsob, ako spraviť čip užitočný v reálnych návrhoch obvodov.

Stratégie DIP sú bežne spojené s čipom DIP, integrovaným obvodom DIP alebo integrovaným obvodom s dvojradovým vývodom (Double In-line Bundle IC). Vyskytujú sa v rôznom počte vývodov, napríklad DIP8, DIP14, DIP16 a väčšie verzie. Číslo za „DIP“ zvyčajne udáva celkový počet vývodov. Napríklad plán DIP16 má celkovo 16 vývodov, pričom na každej strane je ich 8. Tento štandardný spôsob uľahčuje návrhárom pochopenie konfigurácie vývodov, rozostupu vývodov a požiadaviek na návrh dosky. Vo väčšine prípadov je rozostup vývodov 2,54 mm (0,1 palca), čo je zároveň bežný rozostup používaný na mnohých prototypových doskách a doskách pre experimentovanie.

Význam DIP v elektronike

V elektronických zariadeniach je definícia DIP základná:

Double = dva rady

Inline = vývody usporiadané v radoch

Package = teleso, ktoré obsahuje čip

Základné charakteristiky DIP

Prečo sa DIP stal populárnym

DIP sa stal populárnym, pretože zároveň vyriešil množstvo skorých elektronických problémov. Poskytoval návrhárom spoľahlivú metódu umiestnenia čipov na tlačenú základnú dosku, bol ľahko vizuálne kontrolovateľný a jednoduchý na ručné pájkovanie. Dobrá kompatibilita mal aj s výrobnými zariadeniami dostupnými v tom čase. Neskôr sa DIP stal typickým pouzdraním pre plošné spojové dosky v spotrebnej elektronike, podnikovej elektronike a počítačových systémoch po niekoľko rokov.

Ďalším faktorom, ktorý zvyšuje jeho atraktivitu, je veľmi vysoká užívateľská prívetivosť DIP. Ak sa učíte elektronike, správa plánu DIP je zvyčajne jednoduchšia ako práca s malými SMT súčiastkami. Vývody sú dostatočne veľké na to, aby bolo možné ich vidieť a dotýkať sa ich, a súčiastku je možné namontovať bez použitia najnovších povrchove montovaných zariadení. Preto sa DIP stále teší obľube v oblasti prototypovania elektronických zariadení, v domácich elektronických obvodoch a v školských súpravách.

DIP vs. moderné balenie

Dnes mnoho moderných zariadení využíva balenie SOP, QFP, TQFP alebo BGA, pretože tieto techniky umožňujú dosiahnuť menšie rozmery a vyššiu hustotu vývodov. Tieto techniky sú však zvyčajne ťažšie spájať ručne a tiež náročnejšie na testovanie v jednoduchých laboratórnych podmienkach. DIP sa stále ukazuje ako užitočný, pretože je jednoduchý, odolný a ľahko ovládateľný, najmä pri aplikáciách s nízkym objemom výroby alebo v vzdelávacích účeloch.

Prečo sa tento termín stále používa

Aj keď súčasné elektronické zariadenia čoraz viac využívajú menšie balenie, termín Double Inline Package (DIP) stále zostáva dôležitý, pretože upresňuje veľmi špecifický typ balenia s reálnymi dôsledkami pre návrh. Keď návrhár uvidí označenie DIP, okamžite pochopí:

balenie využíva kolíkové vývody na priechod cez dosku;

doska by mala mať zodpovedajúce otvory;

tento prístup je pravdepodobne veľmi jednoduchý na ručné spájkovanie;

a súčiastka sa neskôr pravdepodobne dá ľahšie vymeniť.

Ako funguje DIP?

Stratégia DIP je charakterizovaná pripojením integrovaného obvodu vnútra k vonkajšej doske cez jeho vývody. IC vo vnútri stratégie upravuje signály a vývody poskytujú fyzickú cestu pre tieto signály, ako aj napájanie a uzemnenie. Po umiestnení na DPS sa každý vývod zasunie do vyvŕtaného otvoru a na opačnej strane dosky zosolí. Preto sa DIP považuje za súčasť technológie montáže cez otvory. Elektrické spojenie sa vytvorí prostredníctvom kovovej vrstvy plniacej otvor a spájkového spoja, čím vznikne pevné mechanické a elektrické spojenie.

Kontakty sú primárne používateľské rozhranie medzi čipom a vonkajším obvodom. Niektoré kontakty privádzajú vstupné signály, niektoré výstupné signály, niektoré napájanie a niektoré sa používajú na uzemnenie alebo riadiace funkcie. Často je usporiadanie kontaktov (pinout) základné, aby sa zjednodušil návrh a výmena. Napríklad logický integrovaný obvod v pouzdra DIP16 môže mať pre určité kontakty pridelené úlohy ako VCC, GND, vstupy a výstupy. Návrhári musia pochopiť usporiadanie kontaktov (pinout), predtým než umiestnia pouzdro na dosku, pretože funkcia každého kontaktu je kritická pre správnu činnosť obvodu.

Metóda DIP funguje veľmi úzko súvisiaca s pájkovaním dosiek plošných spojov (PCB) a nastavovaním digitálnej matičnej dosky. V okamihu, keď vývody prejdú cez dosku, použije sa pájka na vytvorenie bezpečného spoja. Tento prechodový spoj je jednou z príčin, prečo je technológia DIP známa svojou mechanickou pevnosťou. Spoj pájkou a vývod spoločne vytvárajú pevné spojenie, ktoré odoláva ťahu a rezonancii oveľa lepšie ako mnohé povrchovo montované súčiastky. To robí technológiu DIP užitočnou v aplikáciách, kde sa súčiastka môže často manipulovať alebo kde je dôležitejšia odolnosť než hustota.

Elektrické funkcie vývodov DIP

Bežný čip DIP môže obsahovať vývody pre:

Výkon

Zem

Vstupné signály

Výstupné signály

Hodiny

Povolenie alebo reset

Adresné alebo dátové linky

Montáž DIP na dosku plošných spojov (PCB)

Tento proces zvyčajne pozostáva z:

Zarovnanie obalu s otvormi na doske PCB

Zasunutie vývodov do otvorov

Otočenie dosky

Pájkovanie vývodov

Odrezanie nadbytočnej dĺžky vývodov v prípade potreby

Skúmanie pájkových spojov

Správanie sa cezotvorných vs. povrchových súčiastok

DIP je cezotvorný puzdrný formát, čo znamená, že vývody prechádzajú cez dosku plošných spojov. To sa líši od povrchových súčiastok (SMD), ktoré sú umiestnené na povrchu dosky a sú spájkované na povrchové plošky. Cezotvorné montážne techniky zvyčajne poskytujú výrazne lepšiu mechanickú pevnosť, zatiaľ čo SMT umožňuje vyššiu hustotu rozmiestnenia súčiastok a lepšiu automatizáciu.

Ako inštalovať DIP balenia

Inštalácia DIP plánu je jednou z najpohodlnejších úloh pri nastavovaní digitálnych nástrojov, čo je významnou súčasťou dôvodu, prečo si stále udržiava takú popularitu. Keďže DIP využíva montáž cez otvory (through-hole), kolíky sa umiestňujú priamo do vyvŕtaných otvorov na DPS pred spájkovaním. Tým sa zabezpečuje stabilný elektrický kontakt a mechanické upevnenie. V mnohých prípadoch sa súčiastka môže tiež umiestniť do DIP zásuvky, čo umožňuje jej neskoršie odstránenie bez nutnosti odspájkovania. To zjednodušuje inštaláciu, testovanie a výmenu v porovnaní s rôznymi povrchovými montážnymi baleniami.

Bežný postup inštalácie začína kontrolou polohy DIP balenia. Väčšina DIP balení má značku (výrez alebo bodka), ktorá označuje vývod 1, čo pomáha predísť nesprávnemu umiestneniu. Keď je čip zarovnaný podľa otvorov, vývody sa veľmi opatrne umiestnia. Ak sa na doske používa zásuvka, tá sa najskôr pevne namontuje a čip sa do nej vloží neskôr. Ak sa čip spája priamo, montážna stratégia sa umiestni spolu s doskou a pájka sa aplikuje na opačnej strane. Po spájaní sa spoje dôkladne skontrolujú z hľadiska úplného zmáčania, ideálneho tvaru a ochrany pred doplnkovými poškodeniami.

Inštalácia DIP je špeciálne vhodná pre začiatočníkov, pretože nepotrebuje reflow peci, stenciltlač alebo nástroje na presné umiestňovanie jemných rozostupov. Stačia bežné nástroje:

Pájkovacia pišt'ol

Levie

Prispôsobenie

Pinzeta alebo malé kleštie

PCB doska alebo prototypovacia doska (breadboard)

Multimeter

Zariadenia na odpajovanie v prípade potreby

Prečo sú zásuvky DIP užitočné

Výstup DIP zjednodušuje inštaláciu a výmenu veľmi výrazne. Na rozdiel od spájkovania čipu priamo na dosku je výstup najprv pevne pripevnený. Neskôr sa integrovaný obvod (IC) do výstupu pripojí. To slúži na:

Prototypovanie

Pravidelnú výmenu čipov

Preprogramovanie alebo testovanie

Ochrana tepelne citlivých integrovaných obvodov (IC)

Návrhy vhodné na opravu

Použitie dvojriadkových integrovaných obvodov (DIP)

Dvojriadkový priame zapojenie (DIP) sa stále bežne používa v aplikáciách, kde je dôležitejšia jednoduchosť použitia, odolnosť a servisná prístupnosť než ultra-kompaktné rozmery. Je obzvlášť bežné v digitálnych zariadeniach, ktoré sú jednoduché, vzdelávacie, nízkorozsahové alebo založené na starších technológiách. Keďže techniky DIP sú jednoduché na manipuláciu a spájkovanie, sú vynikajúce pre prototypovanie PCB a začínajúcich technikov. Sú tiež užitočné v starších spotrebných zariadeniach, priemyselných riadiacich systémoch a skúšobných zariadeniach.

Bežné aplikácie DIP

Integrované obvody

Logické integrované obvody

Operačné zosilňovače

Čipy pamäte

Mikrokontroléry

Dip switches

Ručne ovládané nastavenia

Výber nástrojov a údržba

LED diódy a sedemsegmentové displejové prvky

Indikačné svetlá

Číselné displejové obrazovky

Relé

Riadiace obvody

Spínacie aplikácie

Vzdelávacie elektronické zariadenia – sady

Použitie v triede

Laboratórne školenie

Elektronické nástroje a projekty s breadboardom na vlastnú ruku

Obvody pre voľný čas

Prototypovanie

Služba opravy retro elektronických zariadení

Nesmrteľné počítačové systémy

Audio prístroje

Komerčné systémy dedičstva

Prečo DIP dobre funguje v týchto aplikáciách

DIP sa používa, pretože je:

Ľahko umiestniteľný a zameniteľný

Vhodný pre pevné alebo zásuvkové montážne konštrukcie

Silný, vhodný na použitie cez otvor

Základné pre analýzu a opravu

Výhodný pre jednoduché obvody

DIP v mikrokontroléroch a logických obvodoch

Mnoho klasických mikrokontrolérov a logických zariadení v DIP pouzdrách sa stále používa v školiacich laboratóriách, výskumných laboratóriách a na prototypových doskách. Dôvodom je, že ich konštrukcia umožňuje jednoduché pripojenie čipov na prototypové dosky (breadboardy) a modelové DPS. Návrhári môžu rýchlo preskúmať obvod, upraviť hodnoty súčiastok alebo vymeniť čip bez potreby pokročilých zariadení pre montáž na povrch (SMT).

DIP vs. SOP, QFP a BGA

Porovnanie balíčkov DIP vs. SOP, DIP vs. QFP a DIP vs. BGA vysvetľuje, prečo sa DIP stále používa a kde zlyháva. Každý typ balíčka rieši iný návrhový problém. DIP je starší, väčší a výrazne jednoduchší na manipuláciu. SOP a QFP sú menšie a lepšie vhodné pre moderné hrúbky PCB. BGA podporuje veľmi vysoký počet vývodov a výkonnosť, avšak je oveľa ťažšie skontrolovať a opraviť. To robí DIP jednou z najprístupnejších technológií a BGA jednou z najpokročilejších.

DIP vs. SOP

Balíček SOP je povrchový montážny typ, ktorý je menší a vhodnejší pre automatizované výrobné procesy. Ušetrí miesto na doske PCB a dobre funguje v malých zariadeniach. DIP je naopak väčší a ľahšie sa spája ručne. Hlavný kompromis spočíva v tom, že SOP umožňuje vyššiu hustotu rozmiestnenia súčiastok, zatiaľ čo DIP umožňuje jednoduchšie prototypovanie a servisné opravy.

DIP vs. QFP

Plán QFP alebo TQFP umiestňuje vývody na všetkých štyroch stranách a umožňuje výrazne vyšší počet vývodov v menšom priestore. Prevádza sa v moderných elektronických zariadeniach, najmä tam, kde je obmedzená plocha dosky. DIP je oveľa jednoduchšie nastaviť, avšak QFP je oveľa vhodnejšie pre malé zariadenia a pokročilú elektroniku.

DIP vs BGA

BGA balenie používa spodnú stranu súčiastky s pájkovými guľôčkami namiesto vystupujúcich vývodov. Je vhodné pre vysokohustotné a vysokovýkonné čipy, avšak vyžaduje pokročilé metódy testovania a prepracovania. DIP je oveľa jednoduchšie manipulovať, avšak nemôže konkurovať BGA z hľadiska hustoty vývodov alebo efektivity využitia plochy dosky.

Prečo DIP stále zvíťazuje v niektorých prípadoch

Aj keď sú moderné typy balení oveľa úspornejšie z hľadiska priestoru, DIP stále ponúka niekoľko výhod:

Najvhodnejšie pre ručné montáž

Jednoduché vizuálne kontrola

Jednoduché použitie na prototypovacích doskách (breadboardoch)

Užitočné pre výrobu malých sérií

Silné montáž cez otvory (through-hole)

Výber medzi DIP a inými typmi balení

Výber ideálneho balenia závisí od cieľov výrobku. Ak ide o prototyp, DIY zostavu alebo opravnú úlohu, DIP môže byť najefektívnejšou voľbou. Ak by mal štýl byť prenositelný, vysokohustotný a hromadne vyrábaný, SMT balenia sú zvyčajne lepšie. Preto výber balenia nie je len technické rozhodnutie, ale aj obchodné. Najlepší plán je ten, ktorý zodpovedá fáze výrobku, rozpočtu a požiadavkám na spoľahlivosť.

Keď je DIP lepšou voľbou

Používajte DIP, keď potrebujete:

Jednoduché ručné spájkovanie

Jednoduchú výmenu

Kompatibilitu s breadboardom

Jednoduché testovanie

Výroba v malých sériách

Vzdelávacie a výskumné aplikácie

Keď je SMT lepšou voľbou

Používajte SMT, keď potrebujete:

Menší priestorový nárok

Hrúbka hornej časti

Automatizovaná sériová výroba

Efektívnejšie využitie plochy PCB

Pokročilejšie rozmiestnenie elektroniky zákazníka

Často kladené otázky

Aké sú výhody dvojriadkového pouzdra (DIP)?

Hlavné výhody sú jednoduché ručné spájkovanie, vynikajúca mechanická pevnosť, ľahká kontrola, cenovo dostupné a kompatibilita s prototypovacími doskami (breadboard) a zásuvkami.

Aká je vzdialenosť medzi vývodmi v DIP pouzdre?

Bežný rozostup vývodov je zvyčajne 2,54 mm (0,1 palca), pričom bežná vzdialenosť medzi radmi je približne 7,62 mm pre typické DIP rozmiestnenia.

Ako funguje dvojriadkové pouzdro?

Pripája vnútorný integrovaný obvod (IC) k doske plošných spojov (PCB) prostredníctvom dvoch radov vývodov, ktoré sa zasúvajú do otvorov a spájkujú na opačnej strane dosky.

Aký je rozdiel medzi jednoradovým a dvojradovým pouzdróm?

SIP má jedný riadok vývov, zatiaľ čo DIP má dva paralelné rady vývov.

Aké nástroje sú potrebné na samostatné vykonávanie úloh pomocou DIP?

Typické nástroje pozostávajú z pájky, pájky, pinzety, DPS alebo prototypovej dosky (breadboard), nástrojov na odpajovanie a multimetra.