انواع بسته بندی‌ تراشه

مقدمه

بسته بندی تراشه روشی برای محافظت از اجزای نیم‌ رسانا در برابر آسیب‌های فیزیکی یا خوردگی خارجی است. بیشتر این بسته بندی‌ها از جنس پلاستیک یا سرامیک هستند. اجزای داخلی تراشه و ویژگی‌های آن‌ها مانند چگالی، دما، نوع ماده‎‌ی سازنده بر شکل بسته بندی تأثیر دارد. با اسکایتک همراه باشید.

بسته بندی تراشه چیست؟

بسته بندی تراشه ماده‌ای است که اجزای نیم رسانا در آن قرار می‌گیرد و از آسیب دیدگی، خوردگی و حرارت بالا، محافظت می‌کند. سرامیک یا پلاستیک از مواد سازنده هستند، زیرا رسانایی الکتریکی آن‌ها بهتر است. سازمان‌دهی اتصالات یک تراشه و نحوه‌ی چیدمان آن‌ها با استفاده از بسته بندی استاندارد، باید مطابق کاربردها و ویژگی‌های تراشه باشد.

ایجاد بسته بندی، آخرین مرحله‌ی ساخت ادوات نیم رسانا است که پس از آن، کل تراشه برای آزمایش نهایی به بخش کنترل کیفیت ارسال می‌شود تا مشخص شود که مطابق استانداردهای صنعت است یا خیر.

چرا بسته بندی تراشه مهم است؟

مدارهای مجتمع معمولاً شکننده هستند و دارای پایه‌های محکم برای اتصال به برد یا دستگاه، نیستند. بنابراین با استفاده از بسته بندی پلاستیکی، سرامیکی، فلزی و یا شیشه‌ای و پایه‌های مناسب به راحتی بر روی بردها یا دستگاه‌ها نصب می‌شوند.

بسته بندی از قطعات جداگانه تشکیل شده است که عملکرد کلی مدار مجتمع را آسان و مطمئن می‌کند. سیم‌های بسیار نازک مدار مجتمع داخل بسته بندی، به پایه‌های خارج از آن وصل می‌شوند. این پایه‌ها Lead نام دارند و از جنس مس با روکش نازک قلع می‌باشند. سپس پایه‌ها از طریق لحیم کاری بر روی پدهای PCB قرار می‌گیرند.

انواع بسته بندی‌ها

انواع زیادی از آن‌ها وجود دارند و معمولاً با نام‌های اختصاری فنی مانند DIP، SIP، SOP، SSOP، TSOP، MSOP، QSOP، SOIC، QFP، TQFP و BGA شناخته می‌شوند.
از نظر روش نصب به دو دسته‌ی SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY) و TH (THROUGH HOLE) تقسیم می‌شوند. بسته بندی TH بر سوراخ‌های PCB و بسته بندی SMT به صورت سطحی بر روی PCB نصب می‌شوند.

آن‌ها می‌توانند علاوه بر روش نصب، بر اساس شکل و تعداد پایه‌ها مشخص شوند. معمولاً به صورت مربع یا مستطیل و چینش پایه‌ها نیز به صورت یک ردیف، دو ردیف موازی یا چهار طرف هستند. برخی از انواع رایج آن‌ها را در بخش‌های بعدی بررسی می‌کنیم.

بسته بندی Through hole

تراشه‌ها با فناوری Through hole از طریق پدهای سوراخ‌دار بر روی مدار چاپی نصب می‌شوند. بسته بندی‌های معرفی شده در ادامه دارای فناوری Through hole هستند:
1. بسته‌ی تک ردیفه SIP: دارای یک ردیف از پایه‌ها به صورت عمودی است. قطعاتی مانند مبدل DC/DC در این دسته قرار دارند.

2. بسته‌ی دو ردیفه DIP: دارای دو ردیف موازی از پایه‌ها و جنس آن معمولاً از سرامیک (CDIP) یا پلاستیک (PDIP) است.

3. بسته‌ی ZIP: مشابه بسته‌ی SIP و دارای یک ردیف از پایه‌ها به صورت زیگزاگی و عمودی است.

بسته بندی Surface mount

تراشه‌های دارای فناوری SMT به طور مستقیم بر روی سطح مدار چاپی نصب می‌شوند و از قطعات مشابه، کوچک‌تر هستند. زیرا این گونه تراشه‌ها دارای پایه‌های کوتاه هستند و یا ممکن است اصلاً پایه‌ای نداشته باشند و از طریق پدهای زیرین، روی مدار چاپی قرار می‌گیرند.
1. بسته‌ی PLCC: دارای پایه‌های J شکل در چهار طرف تراشه هستند.

2. بسته‌ی BGA: دارای پدهای توپ شکل صورت شبکه‌ی منظم هستند و از قسمت زیرین بر مدار چاپی قرار می‌گیرند. بیش‌تر تراشه‌های حافظه و پردازنده در این دسته قرار می‌گیرند.

3. بسته‌ی تخت چهار طرفه QF: دارای چهار ردیف پایه‌ها (QFP) یا پدها (QFN) در امتداد لبه‌های تراشه هستند. اغلب ریزپردازنده‌ها و میکروکنترلرها در این دسته قرار می‌گیرند.

4. بسته‌ی SOIC: از پرکاربردترین بسته‌های SMT به شمار می‌رود و دارای پایه‌های L شکل در امتداد لبه‌های دو طرف بدنه هستند. مساحت آن نسبت به DIP حدود 30 تا 50 درصد و ضخامت آن حدود 70 درصد کمتر است.

نام‌های اختصاری بسته بندی‌ها

پس از آشنایی با بسته بندی و انواع آن‌ها، بهتر است با نام‌های اختصاری آن‌ها آشنا شویم.

1. SIP: Single in-line package
2. PDIP: Plastic Dual in-line package
3. CDIP: Ceramic Dual in-line package
4. ZIP: Zig-zag in-line package
5. PLCC: Plastic leaded chip carrier
6. PQFP: Plastic quad flat-package
7. CQFP: Ceramic quad flat-pack
8. BQFP: Bumpered quad flat-pack
9. ETQFP: Exposed thin quad flat-package
10. LQFP: Low-profile quad flat-package
11. TQFP: Thin quad flat-pack
12. MQFP: Metric quad flat-pack
13. VQFP: Very-thin quad flat-pack
14. DFN: Dual flat-pack, No lead
15. ODFN: Optical dual flat, no-lead
16. QFN: Quad flat, No Lead
17. PQFN: Power quad flat-pack, No-leads, with exposed die-pad[s] for heatsinking
18. HVQFN: Heat-sink very-thin quad flat-pack, no-leads
19. TQFN: Thin quad flat, no-lead
20. VQFN: Very-thin quad flat, no-lead
21. WQFN: Very-very-thin quad flat, no-lead
22. UQFN: Ultra-thin quad flat-pack, no-lead
23. SOP: Small-outline package
24. SOIC: Small-outline integrated circuit
25. TSOP: Thin small-outline package
26. SSOP: Shrink small-outline package
27. TSSOP: Thin shrink small-outline package
28. CSOP: Ceramic small-outline package
29. DSOP: Dual small-outline package
30. HSOP: Thermally-enhanced small-outline package
31. HSSOP: Thermally-enhanced shrink small-outline package
32. HTSSOP: Thermally-enhanced thin shrink small-outline package
33. MSOP: Mini small-outline package
34. PSOP: Plastic small-outline package
35. PSON: Plastic small-outline no-lead package
36. QSOP: Quarter-size small-outline package
37. SOJ: Small-outline J-leaded package
38. SON: Small-outline no-lead package
39. TVSOP: Thin very-small-outline package
40. VSOP: Very-small-outline package
41. VSSOP: Very-thin shrink small-outline package
42. WSON: Very-very-thin small-outline no-lead package
43. USON: Very-very-thin small-outline no-lead package
44. FBGA: Fine-pitch ball-grid array
45. LBGA: Low-profile ball-grid array
46. TEPBGA: Thermally-enhanced plastic ball-grid array
47. TFBGA: Thin fine-pitch ball-grid array
48. PBGA: Plastic ball-grid array
49. LFBGA: Low-profile fine-pitch ball-grid array
50. TBGA: Thin ball-grid array
51. SBGA: Super ball-grid array
52. UFBGA: Ultra-fine ball-grid array

و دیگر بسته بندی‌ها که اغلب برای یکسوکننده و ترانزیستورها و همچنین برای تنظیم کننده‌های کاهنده‌ی خطی کاربرد فراوانی دارد.

53. MELF: Metal electrode leadless face
54. SOD: Small-outline diode
55. SOT: Small-outline transistor

56. بسته‌ی TO-XX: طیف گسترده‌ای از این بسته وجود دارد که برای ادوات نیم رسانا مانند ترانزیستور، ماسفت و تنظیم کننده‌های ولتاژ به کار می‌روند. معروف‌ترین‌ آن‌ها عبارت‌اند از:

• TO-92: Plastic-encapsulated package with 3 leads
• TO-220: Through-hole plastic package with a metal heat sink tab and 3 leads
• TO-247:Plastic-encapsulated package with 3 leads and a hole for mounting on a heat sink
• TO-251 (IPAK) and TO-252 (DPAK): SMT packages

نتیجه گیری

بسته بندی مدارهای مجتمع بخشی جدایی ناپذیر از صنعت تولید ادوات نیم رسانا است. به دلیل مزایای محافظتی، تنظیم گرما و کاربرد وسیع، که در زمینه‌های طراحی IC و PCB اهمیت زیادی دارد، در صنعت الکترونیک مدرن ضروری شده است.

‌منبع

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_integrated_circuit_packaging_types