Integrirano vezje z majhnim obrisom (SOIC) je kompaktni paket čipov, ki se uporablja v številnih elektronskih napravah. Zavzema manj prostora kot starejši paketi in dobro deluje s površinsko montažo. SOIC najdemo v različnih velikostih, vrstah in uporabah na številnih področjih. Ta članek podrobno pojasnjuje funkcije SOIC, različice, zmogljivost, postavitev in še več.
Pogosto zastavljena vprašanja
Pregled SOIC
Integrirano vezje z majhnim obrisom (SOIC) je vrsta paketa čipov, ki se uporablja v številnih elektronskih napravah. Narejen je tako, da je manjši in tanjši od starejših tipov, kot je DIP (Dual Inline Package), ki pomaga prihraniti prostor na vezjih. SOIC so zasnovani tako, da sedijo ravno na površini plošče, kar pomeni, da so odlični za naprave, ki morajo biti kompaktne. Kovinske noge, imenovane vodniki, štrlijo s strani kot majhne upognjene žice in strojem olajšajo namestitev in spajkanje med proizvodnjo. Ti čipi so na voljo v različnih velikostih in številu žebljev, odvisno od tega, kaj vezje potrebuje. Prav tako pomagajo organizirati stvari in izboljšati, kako dobro naprava ravna s toploto in elektriko. Zaradi vseh teh prednosti se SOIC danes uporabljajo v elektroniki.
Uporaba SOIC paketov
Potrošniška elektronika
SOIC se uporabljajo v zvočnih čipih, pomnilniških napravah in gonilnikih zaslona. Njihova majhnost prihrani prostor na plošči in podpira kompaktne modele izdelkov.
Vgrajeni sistemi
Ti paketi so pogosti v mikrokrmilnikih in vmesniških IC-jih. Enostavni so za montažo in se dobro prilegajo majhnim nadzornim ploščam.
Avtomobilska elektronika
SOIC se uporabljajo v krmilnikih motorja, senzorjih in regulatorjih moči. Dobro prenašajo toploto in vibracije v okoljih vozil.
Industrijska avtomatizacija
Uporabljajo se v gonilnikih motorjev in krmilnih modulih, SOIC podpirajo stabilno in dolgoročno delovanje. Pomagajo prihraniti prostor PCB v industrijskih sistemih.
Komunikacijske naprave
SOIC najdemo v modemih, oddajnikih-sprejemnikih in omrežnih vezjih. Ponujajo zanesljivo delovanje signala v kompaktni izvedbi.
Različice SOIC in njihove razlike
SOIC-N (ozek tip)
SOIC-N je najpogostejša različica paketa Small Outline Integrated Circuit. Ima standardno širino telesa 3,9 mm in se pogosto uporablja v tokokrogih za splošno uporabo. Ponuja dobro ravnovesje velikosti, vzdržljivosti in enostavnosti spajkanja, zaradi česar je primeren za večino modelov za površinsko montažo.
SOIC-W (širok tip)
Različica SOIC-W ima širše telo, 7,5 mm. Dodatna širina omogoča več notranjega prostora, zaradi česar je idealen za IC-je, ki zahtevajo večje silicijeve matrice ali boljšo napetostno izolacijo. Ponuja tudi izboljšano odvajanje toplote.
SOJ (majhen obris J-svinca)
Paketi SOJ imajo vodnike v obliki črke J, ki se zložijo pod telesom IC. Zaradi te zasnove so bolj kompaktni, vendar jih je po spajkanju težje pregledati. Običajno se uporabljajo v pomnilniških modulih.
MSOP (mini majhen orisni paket)
MSOP je miniaturizirana različica SOIC, ki ponuja manjši odtis in nižjo višino. Idealen je za prenosno in ročno elektroniko, kjer je prostor na plošči omejen.
HSOP (majhen obrisni paket hladilnika)
Paketi HSOP vključujejo izpostavljeno toplotno blazinico, ki izboljša prenos toplote na PCB. Zaradi tega so primerni za napajalne IC-je in gonilna vezja, ki proizvajajo več toplote.
Standardizacija SOIC
| Standardno telo | Regija / Izvor | Namen / pokritost | Pomen za SOIC |
|---|---|---|---|
| JEDEC (Skupni inženirski svet za elektronske naprave) | Združene države Amerike | Določa mehanske standarde in standarde paketov za IC | MS-012 (SOIC-N) in MS-013 (SOIC-W) določata velikosti in dimenzije |
| JEITA (Japonsko združenje za elektroniko in IT industrijo) | Japonska | Določa sodobne standarde pakiranja elektronskih komponent | Usklajen z globalnimi smernicami SOIC za oblikovanje SMT |
| EIAJ (Združenje elektronske industrije Japonske) | Japonska | Podedovani standardi, ki se uporabljajo v starejših postavitvah PCB | Nekateri odtisi SOIC-W še vedno sledijo referencam EIAJ |
| IPC-7351 | Mednarodna | PCB vzorec zemljišča in standardizacija odtisa | Določa velikosti blazinic, spajkalne filete in tolerance za pakete SOIC |
Toplotna in električna zmogljivost SOIC
| Parameter | Vrednost / Opis |
|---|---|
| Toplotna upornost (θJA) | 80–120 °C/W, odvisno od površine bakra plošče |
| Stičišče do primera (θJC) | 30–60 °C/W (boljše pri različicah s toplotno blazinico) |
| Izguba energije | Primerno za IC-je z nizko do srednjo močjo |
| Induktivnost svinca | \~6–10 nH na svodnik (zmerno) |
| Svinčeva kapacitivnost | Nizek; podpira stabilne analogne in digitalne signale |
| Trenutna zmogljivost | Omejeno z debelino svinca in toplotnim vzponom |
Nasveti za postavitev PCB SOIC
Ujemanje velikosti blazinice z dimenzijami svinca
Prepričajte se, da se dolžina in širina PCB blazinice natančno ujemata z velikostjo svinca galebovega krila SOIC. To spodbuja pravilno oblikovanje spajkalnih spojev in mehansko stabilnost med spajkanjem s ponovnim razvajanjem. Premajhne ali prevelike blazinice lahko povzročijo šibke spoje ali napake spajke.
Uporabite blazinice, definirane s spajkalno masko
Določanje blazinic z mejami spajkalne maske pomaga preprečiti spajkalno premostitev med zatiči, zlasti za SOIC s finim nagibom. To izboljša nadzor pretoka spajke in poveča donos med proizvodnjo velikih količin.
Dovolite spajkalne filete na svinčenih straneh
Oblikujte postavitev blazinice tako, da omogočite vidne spajkalne filete na straneh SOIC vodnikov. Ti fileji povečajo trdnost spoja in olajšajo vizualni pregled, kar olajša odkrivanje slabega spajkanja med preverjanjem kakovosti.
Izogibajte se spajkalni maski med zatiči
Če med zatiči pustite minimalno ali nič spajkalne maske, zmanjšate tveganje za nagrobnik in neenakomerno vlaženje spajke. Omogoča tudi boljšo porazdelitev spajkalne paste po vodnikih.
Dodajte toplotne prehode za izpostavljene blazinice
Če različica SOIC vključuje izpostavljeno toplotno blazinico, dodajte več prehodov pod blazinico, da pomagate razpršiti toploto v notranje bakrene plasti ali ozemljitveno ploščo. To izboljša toplotno zmogljivost v energetskih aplikacijah.
Upoštevajte smernice IPC-7351B
Uporabite standarde IPC-7351B za izbiro pravilne ravni gostote zemljišča:
• Stopnja A: Za plošče z nizko gostoto
• Stopnja B: Za uravnoteženo zmogljivost in izdelavo
• Raven C: Za postavitve z visoko gostoto
Nasveti za montažo in spajkanje SOIC
Uporaba spajkalne paste
Uporabite šablono iz nerjavečega jekla debeline 100 - 120 μm za enakomerno nanašanje spajkalne paste na vse SOIC blazinice. Enakomeren volumen paste zagotavlja močne in enakomerne spajkalne spoje, hkrati pa zmanjšuje tveganje za premostitev spajkanja ali odprte zatiče.
Profil za spajkanje s ponovnim raztapljanjem
Vzdržujemo najvišjo temperaturo ponovnega toka 240 - 245 °C. Vedno upoštevajte priporočeni toplotni profil IC, vključno z ustreznimi stopnjami predgrevanja, namakanja, ponovnega točenja in hlajenja. To preprečuje poškodbe komponent in zagotavlja zanesljivo oblikovanje spojev.
Ročno spajkanje
SOIC je mogoče ročno spajkati s pomočjo spajkalnika s fino konico in 0,5 mm spajkalne žice. Konico naj bo čista in uporabite zmerno toploto, da ustvarite gladke sklepe. Ta metoda je primerna za izdelavo prototipov ali montažo majhnega obsega, kjer reflow ni na voljo.
Inšpekcijski pregled
Po spajkanju preglejte spoje z optičnim mikroskopom ali sistemom AOI. Preverite dobro oblikovane stranske filete, enakomerno pokritost spajke in odsotnost kratkih ali hladnih spojev, da preverite kakovost montaže.
Predelava in popravilo
Predelava SOIC se lahko izvede z orodji na vroč zrak ali spajkalnikom. Izogibajte se dolgotrajnemu segrevanju, saj lahko povzroči razslojevanje PCB ali dvigovanje blazinice. Nanesite tok in segrejte previdno, da odstranite ali zamenjate del, ne da bi poškodovali ploščo.
Zanesljivost SOIC in ublažitev napak
| Način napake | Skupni vzrok | Strategija preprečevanja |
|---|---|---|
| Razpokanje spajkalnih spojev | Ponavljajoči se toplotni cikli | Uporabite toplotne reliefne blazinice in debelejše bakrene plasti |
| Kokice | Vlaga, ujeta v zmesi plesni | Pečemo SOIC pri 125 °C pred spajkanjem |
| Dvigovanje / razslojevanje svinca | Prekomerna toplota spajkanja | Uporabite nadzorovano ponovno točenje s postopno naraščajočo temperaturo |
| Poškodbe zaradi mehanskih obremenitev | Upogibanje PCB, vibracije ali udarci | Za zmanjšanje napetosti uporabite ojačitve PCB ali podpolnilo |
Struktura in dimenzije paketa SOIC
| Značilnost | Opis |
|---|---|
| Število potencialnih strank | Običajno se giblje od 8 do 28 zatičev |
| Vodilni pitch | Standardni razmik 1,27 mm (50 mils) |
| Širina telesa | Ozka (3,9 mm) ali široka (7,5 mm) |
| Vrsta svinca | Vodniki galebovih kril, primerni za površinsko montažo |
| Višina paketa | Med 1,5 mm in 2,65 mm |
| Enkapsulacija | Črna epoksidna smola za fizično zaščito |
| Termalna blazinica | Nekatere različice imajo spodaj kovinsko blazinico |
Zaključek
SOIC paketi so zanesljivi, prostorsko varčni in primerni za majhna in kompleksna vezja. Z različnimi vrstami, ki so na voljo, ustrezajo številnim aplikacijam. Upoštevanje smernic za postavitev, spajkanje in ravnanje pomaga preprečiti težave in zagotavlja dobro delovanje. Razumevanje podatkovnih listov in standardov podpira tudi boljše načrtovanje in montažo.
Pogosto zastavljena vprašanja
11.1. Ali so paketi SOIC skladni z RoHS?
Da. Večina sodobnih paketov SOIC je skladna z RoHS in uporablja brezsvinčene zaključke, kot sta mat kositer ali NiPdAu. Skladnost vedno potrdite v podatkovnem listu komponente.
11.2. Ali se lahko čipi SOIC uporabljajo za visokofrekvenčna vezja?
Samo do meje. SOIC dobro delujejo za zmerne frekvence, vendar so zaradi svoje induktivnosti manj primerni za visokofrekvenčne RF modele.
Ali komponente SOIC potrebujejo posebne pogoje shranjevanja?
Da. Hraniti jih je treba v suhi, zaprti embalaži. Če so izpostavljeni vlagi, jih bo morda treba pred spajkanjem speči, da preprečijo poškodbe.
11.4. Ali se lahko deli SOIC ročno spajkajo?
Da. Njihov 1,27 mm razmik svinca olajša ročno spajkanje v primerjavi s finimi IC-ji.
11.5. Katero število plasti PCB najbolje deluje s paketi SOIC?
SOIC delujejo na 2-slojnih in večplastnih PCB-jih. Za energetske ali toplotne potrebe se bolje obnesejo večplastne plošče z ozemljitvenimi ravninami.
11.6. Ali sta SOIC in SOP enaka?
Skoraj. SOIC je izraz JEDEC, medtem ko je SOP podobno ime paketa, ki se uporablja v Aziji. Pogosto so zamenljivi, vendar imajo lahko majhne razlike v velikosti.