kaj pomeni dvojni vrstični paket (DIP)?

Pomen dvojnega vrstičnega paketa (DIP) in vrstično pakiranje

kaj pomeni dvojni vrstični paket (DIP)?

Vsebina

• Uvod s
• Dvojni vrstični paket (DIP): opredelitev in razlagi? Kako deluje DIP?
• Namestitev DIP-paketov
• Uporabne oblasti dvojnega vrstičnega paketa
• DIP nasproti SOP, QFP in BGA
• Izbira med DIP in drugimi vrstami paketov
• Pogosta vprašanja

Uvod s

Dvojni vrstični paket (DIP) je eden najbolj znanih in zgodovinsko pomembnih načinov pakiranja integriranih vezij v elektroniki. Gre za časovno preizkušen skozi-odprtinski paket, ki uporablja dve identični vrsti kontaktov za priključitev integriranega vezja na tiskano ploščo (PCB). Čeprav sodobna digitalna naprava pogosto temelji na manjših tehnologija za montažo na površino (SMT) komponente, strategija DIP ostaja pomembna, saj je enostavno lotiti jih, preprosto zamenjati in zelo uporabna pri Prototipiranja PCB-jev izobraževanju in učenju, popravilih ter proizvodnji v majhnih serijah. Če ste kdaj uporabili prototipno ploščo (breadboard), sestavili lastno električno vezje ali delali z starejšo elektroniko, ste verjetno že videli čip DIP v delovanju.

Zakaj je ta tema pomembna

Prepoznavanje tega, kaj je dvojni vrstični ohišje (DIP), je pomembno za vsakogar, ki se ukvarja z oblikovanjem digitalnih naprav, popravki, izdelavo prototipov ali proizvodnjo. Pomaga vam sprejeti boljšo odločitev pri izbiri vrste ohišja za integrirane vezje (IC), pomnilniške čipe, logične čipe, mikrokrmilnike in druge elektronske komponente. Prav tako vam omogoča boljšo osnovo za primerjavo DIP nasproti SMD, DIP nasproti SOP, DIP nasproti QFP in DIP nasproti BGA.

DIP ni preprosto obrazec. Gre za pristop k pakiranju elementov z natančnimi omejitvami. Njegova večja dimenzija lahko predstavlja negativno stran pri mobilnih izdelkih, vendar ravno ta ista dimenzija omogoča lažje ročno spajkanje in enostavnejšo preskušanje na prototipni plošči. Njegovi vstavni priključki so mehansko trdni, vendar zaužijejo več prostora na plošči kot sodobne površinske montažne metode. Ravno ta ravnovesje je razlog, zakaj se DIP še naprej pogosto uporablja pri izdelavi elektronskih naprav, komercialni elektroniki, učnih elektronskih orodjnih kompletih in tradicionalnih sistemih.

Hitri primer iz vsakdanjega življenja

Predstavljajte si, da sestavljate majhen prototipni električni vezje za študentsko nalogo na univerzi ali preizkušate načrt ojačevalnika na plošči za testiranje (breadboard). Sestavni del v DIP-izvedbi je veliko lažje namestiti, zamenjati in spajkati kot majhen čip z površinsko montažo. Ne potrebujete izvirne opreme za reflow ali majhnih orodij za preverjanje. Preprosto postavite čip, preverite poravnavo DIP-ov in spajkajte pinese ter preizkusite vezje. Takšna enostavnost je eden od najpomembnejših razlogov, zakaj se dvovrstični (DIP) paket še naprej uporablja.

Zakaj je DIP še vedno pomemben

Celoto SMT-tehnologije, prenosljive IC-pakirne tehnike in visokozgoščinskih PCB-uporab kljub temu DIP še naprej zagotavlja dejansko funkcijo. Še posebej uporaben je tam, kjer:

Se prednostno uporablja ročno spajkanje

Popravki morajo biti preprosti

Se komponente pogosto zamenjujejo

So stroškovni vidiki pomembnejši od dimenzij

Razvijalci želijo rešitev, ki dobro deluje na prototipni PCB-plošči

Dvovrstični paket (DIP): opredelitev in razlagi ?

Dvojni vrstični paket (DIP) je vrsta digitalne sestavne sheme, ki se uporablja za namestitev integriranega vezja ali drugega polprevodniškega naprave. Imenujemo ga »dvojni vrstični«, ker ima dve vzporedni vrsti pinnov, ki se raztezata z nasprotnih strani pravokotnega ohišja. Ti pinni se vstavijo neposredno v odprtine na tiskani plošči (PCB), zato se DIP opisuje kot skozi-odprtinsko ohišje. V osnovnem elektronskem jeziku je DIP strategija, ki omogoča zelo enostavno namestitev, spajkanje in priključitev integriranega vezja na ploščo vezja. Zato je bila strategija DIP ena najbolj priljubljenih vrst embalaže integriranih vezij v zgodnjih dneh sodobnih elektronskih naprav.

Primarna funkcija DIP-a je zagotavljanje električne povezave in mehanske podpore. IC znotraj te oblike je dejansko polprevodniško orodje, vendar DIP-ovo ohišje zaščiti to orodje in razvijalcem omogoča uporabno metodo za namestitev na ploščo. Vtiči so razporejeni v standardnem vzorcu, da jih je mogoče uporabiti pri izdelavi tiskanih vezjev (PCB), na prototipnih ploščah (breadboardih), vtičnicah in preskusnih napravah. Zato se DIP običajno imenuje oblika IC, ki je združljiva z breadboardi, ali oblika, ki je združljiva z vtičnicami. To ni le način, kako pritrditi čip – temveč način, kako čip narediti uporaben v dejanskih vezjih.

Strategije DIP so pogosto povezane z DIP čipom, DIP IC-jem ali dvovrstičnim IC-jem z integriranimi vezji (Double In-line Bundle IC). Na voljo so v različnem številu kontaktov, na primer DIP8, DIP14, DIP16 in večje različice. Številka za »DIP« običajno označuje število kontaktov. Na primer, izvedba DIP16 ima skupaj 16 kontaktov, pri čemer je na vsaki strani po 8 kontaktov. Ta standardna metoda omogoča konstruktorjem enostavno razumevanje konfiguracije kontaktov, razmika med kontakti in zahtev za načrtovanje plošč. Najpogosteje je razmik med kontakti 2,54 mm (0,1 palca), kar je tudi običajen razmik na številnih prototipnih ploščah in razvojnih ploščah.

Pomen DIP v elektroniki

V elektronskih napravah je opredelitev DIP osnovna:

Double = dve vrsti

Inline = kontaktni sponki poravnani v vrstah

Package = ohišje, ki vsebuje čip

Osnovne značilnosti DIP-a

Zakaj je DIP postal priljubljen

DIP je postal priljubljen, ker je hkrati rešil številne zgodnje elektronske težave. Zagotavljal je zanesljiv način za namestitev čipov na tiskano ploščo, bil je enostaven za vizualni pregled in ga je bilo preprosto ročno spajkati. Prav tako je dobro deloval z izdelovalnimi napravami, ki so takrat bile na voljo. Kasneje je DIP postal običajna PCB ohišja v potrošniških elektronskih napravah, poslovnih elektronskih napravah in računalniških sistemih več let.

Dodatni dejavnik njegove privlačnosti je, da je DIP izjemno prijazen za začetnike. Če se učite elektronike, je upravljanje s planom DIP na splošno lažje kot delo z majhnimi SMT-delovi. Vtiči so dovolj veliki, da jih lahko vidite in dotaknete, del pa se lahko namesti brez najnovejših naprav za montažo na površino. Zato DIP ostaja priljubljena oblika za prototipiranje elektronike, samostojno sestavljanje vezij in akademsko opremo.

DIP nasproti sodobnim paketom

Danes številna sodobna naprava uporabljajo pakete SOP, QFP, TQFP ali BGA, saj ti pristopi omogočajo manjše dimenzije in večjo gostoto vtičev. Ti pristopi pa so na splošno težje ročno lotati in težje testirati v osnovnih laboratorijskih razmerah. DIP ostaja uporaben zaradi svoje preprostosti, trpežnosti in enostavnosti uporabe, zlasti za aplikacije z nizko proizvodnjo ali izobraževalne namene.

Zakaj se ta izraz še vedno pomembno

Čeprav sodobne elektronske naprave vse pogosteje uporabljajo manjše ohišja, je izraz Double Inline Package (DIP) še vedno pomemben, saj pojasnjuje zelo natančen stil ohišja z dejanskimi posledicami za oblikovanje. Ko oblikovalec vidi DIP, takoj razume:

ohišje uporablja vstavljene pinese (through-hole pins),

plošča mora imeti ustrezne odprtine,

metoda je verjetno zelo enostavna za ročno spajkanje,

in komponento kasneje morda lažje zamenjati.

Kako deluje DIP?

Strategija DIP je značilna po tem, da notranji integrirani vezje poveže z zunanjim vezjem prek svojih kontaktov. Integrirano vezje znotraj te strategije izboljša signale, kontakti pa zagotavljajo fizično pot za te signale ter napajanje in ozemljitev. Ko se vstavi v tiskano vezje (PCB), vsak kontakt vstopi v prebodeno odprtino in se založi na nasprotni strani plošče. Zato se DIP šteje za skupino razvitih komponent s prebojnimi kontakti. Električna povezava se ustvari prek kovinske prevleke prebodene odprtine in spajkalnega spoja, kar zagotavlja varno mehansko in električno vezavo.

Pini so primarni uporabniški vmesnik med čipom in zunanjim vezjem. Nekateri pini prenašajo vhodne signale, nekateri izhodne signale, nekateri napajanje, nekateri pa se uporabljajo za ozemljitev ali nadzorne funkcije. Pogosto je razporeditev pinov na ohišju osnovna, da se poenostavi načrtovanje in zamenjava. Na primer, logična integrirana vezja (IC) v ohišju DIP16 imajo lahko določene naloge pinov za VCC, GND, vhode in izhode. Načrtovalci morajo razporeditev pinov razumeti že pred namestitvijo ohišja na tiskano ploščo, saj je funkcija vsakega pina bistvena za delovanje vezja.

Način, kako deluje tehnika DIP, je zelo tesno povezan s postopkom lotkanja tiskanih vezjev (PCB) in digitalnim namestitvenim postopkom matičnih plošč. Takoj ko se kontakti (pini) potopijo skozi ploščo, se uporabi lot, da se ustvari varna povezava. Ta povezava skozi luknje je eden od razlogov, zakaj je tehnika DIP znana po mehanski trdnosti. Lotna spojina in pin skupaj tvorita močno vezavo, ki prenese vleko in resonanco veliko bolje kot številni površinsko montirani elementi. To naredi tehniko DIP primerno za uporabo v aplikacijah, kjer se element redno ročno obravnava ali kjer je pomembnejša trdnost kot gostota.

Električne funkcije DIP kontaktov

Običajni DIP čip lahko vsebuje kontakte za:

Moč

Zemljenje

Vhodni signali

Izhodne signale

Ura

Omogočanje ali ponastavitev

Naslovne ali podatkovne linije

Kako se DIP namesti na tiskano vezje (PCB)

Postopek običajno vključuje:

Poravnavo ohišja z odprtinami na tiskanem vezju (PCB)

Vstavljanje kontaktov (pinov) skozi luknje

Obrnite ploščo

Priklopite pinese

Po potrebi odrežite prekomerno dolžino izvirajočih končnic

Preverite lotkane spoje

Vstavljanje skozi luknje (THT) nasproti površinsko montažnim (SMT) komponentam

DIP je ohišje za vstavljanje skozi luknje, kar pomeni, da pinese potujejo skozi ploščo. To se razlikuje od površinsko montažnih naprav (SMD), ki ležijo na površini plošče in so zlotkane na površinske kontaktne ploščice. Vstavljanje skozi luknje ponavadi zagotavlja boljšo mehansko trdnost, medtem ko SMT omogoča večjo gostoto in avtomatizacijo.

Namestitev DIP-paketov

Namestitev DIP načrta je ena najudobnejših nalog pri nastavitvi digitalnih orodij, kar je pomembno razlog, zakaj ostaja še naprej tako priljubljena. Ker DIP uporablja vstavljanje skozi luknje, so pini vstavljeni neposredno v izvrtane luknje na tiskani ploščici pred lotkanjem. To zagotavlja stabilen električni stik in mehansko pritrditev. V mnogih primerih se del lahko namesti tudi v DIP vtičnico, kar omogoča njegovo kasnejše odstranitev brez potrebe po odlotkanju. To naredi namestitev, testiranje in zamenjavo preprostejšo kot pri različnih površinsko montiranih paketih.

Običajen postopek namestitve se začne z preverjanjem položaja DIP-ov. Večina DIP-ov ima žlebek ali piko, ki označuje srajček 1, kar pomaga preprečiti napačno namestitev. Ko je čip poravnan z luknjami, se srajčki zelo natančno postavijo. Če plošča uporablja vtičnico, se ta najprej trdno pritrdi, nato pa se vstavi čip. Če se čip loti neposredno na ploščo, se postopek izvede tako, da se čip postavi na ploščo in potem zloti s strani, ki je nasprotna od srajčkov. Po lotenju se spoji natančno pregledajo glede popolnega navlaženja, idealne oblike in dodatne zaščite.

Namestitev DIP-ov je zlasti primerna za začetnike, saj ne zahteva peči za ponovno taljenje, tiskanja po šabloni ali orodij za natančno pozicioniranje pri majhnih razmikih. Zahtevana so le osnovna orodja:

Zračna pištola

Za solderanje

Prilagoditev

Pinceta ali majhna klešča

Tiskana vezna plošča (PCB) ali testna plošča (breadboard)

Večmeralnik

Orodja za odlotenje, če je potrebno

Zakaj so vtičnice DIP koristne

Izhod DIP omogoča preprostejšo namestitev in zamenjavo. V nasprotju s spajkanjem čipa neposredno na ploščo je izhod najprej trdno pritrjen. Kasneje se IC vstavi v izhod. To omogoča:

Prototipiranje

Redno zamenjavo čipov

Ponovno programiranje ali testiranje

Zaščito toplotno občutljivih IC-jev

Na popravke prijazne konstrukcije

Uporabne oblasti dvojnega vrstičnega paketa

Dvojni vrstični paket (DIP) se še naprej pogosto uporablja v aplikacijah, kjer je pomembnejša preprostost uporabe, trpežnost in vzdržljivost kot ultra-kompaktna velikost. Zlasti pogosto se uporablja v digitalnih napravah, ki so preproste, izobraževalne, nizkovolumenske ali temeljijo na starejših tehnologijah. Ker so DIP-tehnike preproste za rokovanje in spajkanje, so odlične za prototipiranje tiskanih vezjev (PCB) in za začetnike. Uporabne so tudi v starejših potrošniških napravah, industrijskih sistemih za nadzor in preskusnih napravah.

Pogoste uporabe DIP-a

Integrirani vezji

Logični integrirani vezje

Operacijski ojačevalniki

Spominske čipe

Mikrokrmilniki

Dip preklopcev

Ročno upravljani nastavitveni sistemi

Izbira orodij in njihova vzdrževanje

LED-diode in sedemsegmentni zasloni

Indikacijske lučke

Številčni prikazni zasloni

Releji

Krmilni tokokrogi

Stikalne naprave

Izobraževalni elektronski napravni kompleti

Uporaba v razredu

Laboratorijsko usposabljanje

Elektronski orodja in projekti z mrežno ploščo za samostojno izdelavo

Vzorci vezij za prosti čas

Prototipiranje

Storitev popravila starejših elektronskih naprav

Časovno preizkušeni računalniški sistemi

Zvočne naprave

Trgovinske sisteme s tradicijo

Zakaj DIP dobro deluje v teh uporabah

DIP se uporablja, ker je:

Enostavno namestiti in zamenjati

Primerno za trdno nameščene ali vstavljene konstrukcije

Močan, primernega za uporabo s prebojnimi luknjami

Temeljno za analizo in popravek

Ugoden za enostavne vezje

DIP v mikrokrmilnikih in logičnih vezjih

Številni klasični mikrokrmilniki in logični čipi v DIP-izvedbi so še naprej v uporabi v učnih raziskovalnih laboratorijih in na ploščah za prototipiranje. To je posledica tega, da omogoča ta oblika enostavno priključitev čipa na testne plošče (breadboards) in prototipne tiskane vezje (PCB). Načrtovalci lahko hitro pregledajo vezje, spremenijo vrednosti ali zamenjajo čip brez potrebe po sofisticiranih napravah za montažo površinsko montiranih komponent (SMT).

DIP nasproti SOP, QFP in BGA

Primerjava paketov DIP in SOP, DIP in QFP ter DIP in BGA pojasnjuje, zakaj se DIP še vedno uporablja in kje odpoveduje. Vsaka vrsta paketa rešuje drugačen načrtovni problem. DIP je starejši, večji in preprostejši za obravnavo. SOP in QFP sta manjša in bolj primerna za sodobne debeline tiskanih vezij (PCB). BGA omogoča zelo visoko število priključkov in učinkovitost, vendar je veliko težje preverjati in popravljati. To naredi DIP eno najdostopnejših rešitev, BGA pa eno najnaprednejših.

DIP proti SOP

Paket SOP je površinsko montažna rešitev, ki je manjša in bolj primerna za avtomatizirano proizvodnjo. Prihrani prostor na tiskanem vezju (PCB) in dobro deluje v majhnih napravah. DIP je v primerjavi z njim večji in lažje ročno lotil. Glavna razmenjava je ta, da SOP podpira višjo gostoto, medtem ko DIP omogoča preprostejše izdelavo prototipov in popravke.

DIP proti QFP

QFP ali TQFP paket postavlja pini na vseh štirih straneh in omogoča znatno večje število pinov na manjšem prostoru. Prevladuje v sodobnih elektronskih napravah, zlasti tam, kjer je površina ploščice omejena. DIP je veliko lažje namestiti, vendar je QFP veliko bolj primeren za majhne naprave in napredno elektroniko.

DIP proti BGA

BGA paket uporablja svinčene kroglice pod komponento namesto izpostavljenih pinov. Primerni so za čipe visoke gostote in visoke zmogljivosti, vendar zahtevajo najnovejše metode preskušanja in ponovnega oblikovanja. DIP je veliko preprostejši za rokovanje, vendar ne more konkurirati BGA glede gostote pinov ali učinkovitosti izkoriščanja površine ploščice.

Zakaj DIP še vedno zmaguje v nekaterih primerih

Čeprav so sodobni tipi paketov veliko bolj učinkoviti pri izkoriščanju prostora, DIP še vedno ponuja prednosti:

Najbolj primeren za ročno sestavo

Enostaven za vizualni pregled

Enostaven za uporabo na testnih ploščah (breadboard)

Uporaben za proizvodnjo v majhnih serijah

Močna montaža skozi ploščico

Izbira med DIP in drugimi vrstami paketov

Izbira idealnega paketiranja je odvisna od ciljev izdelka. Če gre za prototip, samostojno izdelavo ali popravilo, je DIP najverjetneje najučinkovitejša izbira. Če mora biti oblika prenosna, visoko gostotna in masovno proizvedena, so SMT-paketirani izdelki običajno boljša rešitev. Zato izbira paketiranja ni le tehnična, temveč tudi poslovna odločitev. Najboljša rešitev je tista, ki najbolje ustreza fazi izdelka, proračunu in zahtevam glede zanesljivosti.

Kdaj je DIP boljša izbira

Uporabite DIP, kadar potrebujete:

Enostavno ročno lotanje

Enostavno zamenjavo

Kompatibilnost z mrežno ploščo (breadboard)

Preprosto testiranje

Proizvodnja z nizkim obremenitvijo

Učne in raziskovalne aplikacije

Kdaj je SMT boljša izbira

Uporabite SMT, kadar potrebujete:

Manjši zasedeni prostor

Debelina zgornjega dela

Avtomatizirana serijska proizvodnja

Boljša izkoriščenost površine tiskane ploščice

Naprednejša razporeditev elektronike za stranke

Pogosta vprašanja

Kakšne so prednosti dualne vrstične ohišja (DIP)?

Glavne prednosti so enostavno ročno lotkanje, odlična mehanska trdnost, enostavna pregledovanja, cenovna ugodnost ter združljivost z prototipnimi ploščicami (breadboardi) in vtičnicami.

Koliko so med seboj oddaljeni kontakti pri DIP-ohišju?

Pogosta razdalja med kontakti je običajno 2,54 mm (0,1 palca), medtem ko je običajna razdalja med vrsticami približno 7,62 mm za tipične DIP-razporeditve.

Kako deluje dualna vrstična zbirka?

Poveže notranji integrirani vezje (IC) z tiskano ploščico prek dveh vrstic kontaktov, ki se vtaknejo v luknje in lotajo na nasprotni strani ploščice.

Kakšna je razlika med eno vrstično zbirko in dualno vrstično zbirko?

SIP ima eno vrsto priključkov, medtem ko DIP vsebuje dve vzporedni vrsti priključkov

Katera orodja so potrebna za samostojna opravila z uporabo DIP?

Tipična orodja vključujejo lotko, lotno snov, pincete, tiskano vezje (PCB) ali testno ploščo (breadboard), orodja za odstranjevanje lota in multimetra.