Small Outline Integrated Circuit (SOIC) — это компактный корпус микросхемы, используемый во многих электронных устройствах. Он занимает меньше места, чем старые корпуса, и хорошо подходит для поверхностного монтажа. SOIC существуют в различных размерах, типах и использовании во многих областях. В этой статье подробно описываются функции, варианты, производительность, компоновка и многое другое SOIC.
С1. Обзор SOIC
С2. Применение пакетов SOIC
С3. Варианты SOIC и их различия
С4. Стандартизация SOIC
С5. Тепловые и электрические характеристики SOIC
С6. Советы по компоновке печатных плат SOIC
С7. Сборка и паяльные жала SOIC
С8. Надежность SOIC и снижение уровня отказов
С9. Структура и размеры корпуса SOIC
С10. Заключение
Часто задаваемые вопросы
Обзор SOIC
Малая контурная интегральная схема (SOIC) — это тип корпуса микросхемы, используемый во многих электронных устройствах. Он сделан меньше и тоньше, чем более старые типы, такие как DIP (Dual Inline Package), что помогает экономить место на печатных платах. SOIC спроектированы таким образом, чтобы плотно располагаться на поверхности платы, что означает, что они отлично подходят для устройств, которые должны быть компактными. Металлические ножки, называемые выводами, торчат по бокам, как маленькие изогнутые провода, и облегчают машинам их размещение и пайку во время производства. Эти чипы бывают разных размеров и количества контактов, в зависимости от потребностей схемы. Они также помогают поддерживать порядок и улучшают, насколько хорошо устройство справляется с теплом и электричеством. Благодаря всем этим преимуществам СОИК сегодня используются в электронике.
Применение пакетов SOIC
Бытовая электроника
SOIC используются в аудиочипах, устройствах памяти и драйверах дисплея. Их небольшой размер экономит место на плате и поддерживает компактную конструкцию изделий.
Встраиваемые системы
Эти пакеты широко распространены в микроконтроллерах и интерфейсных микросхемах. Они просты в монтаже и хорошо подходят для небольших плат управления.
Автомобильная электроника
SOIC используются в контроллерах двигателя, датчиках и регуляторах мощности. Они хорошо справляются с теплом и вибрацией в автомобильных условиях.
Промышленная автоматизация
Используемые в драйверах двигателей и модулях управления, SOIC обеспечивают стабильную и длительную работу. Они помогают экономить место на печатных платах в промышленных системах.
Устройства связи
SOIC используются в модемах, приемопередатчиках и сетевых цепях. Они обеспечивают надежную передачу сигнала в компактных конструкциях.
Варианты СОИС и их отличия
SOIC-N (узкого типа)
SOIC-N является наиболее распространенной версией корпуса Small Outline Integrated Circuit. Он имеет стандартную ширину корпуса 3,9 мм и широко используется в схемах общего назначения. Он обеспечивает хороший баланс размера, долговечности и простоты пайки, что делает его подходящим для большинства конструкций для поверхностного монтажа.
SOIC-W (широкий тип)
Вариант SOIC-W имеет более широкий корпус, 7,5 мм. Увеличенная ширина обеспечивает больше внутреннего пространства, что делает его идеальным для микросхем, которым требуются более крупные кремниевые кристаллы или улучшенная изоляция напряжения. Он также обеспечивает улучшенное рассеивание тепла.
SOJ (J-свинец малого контура)
Корпуса SOJ имеют J-образные выводы, которые складываются под корпусом ИС. Такая конструкция делает их более компактными, но их сложнее осмотреть после пайки. Они обычно используются в модулях памяти.
MSOP (Mini Small Outline Package)
MSOP — это миниатюрная версия SOIC, предлагающая меньшую занимаемую площадь и меньшую высоту. Он идеально подходит для портативной и портативной электроники в условиях ограниченного пространства на плате.
HSOP (маленький контурный пакет радиатора)
Пакеты HSOP включают в себя открытую термопрокладку, которая улучшает передачу тепла к печатной плате. Это делает их подходящими для силовых микросхем и цепей драйверов, которые выделяют больше тепла.
Стандартизация SOIC
| Стандартный кузов | Регион / Происхождение | Цель / Охват | Актуальность для SOIC |
|---|---|---|---|
| JEDEC (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам) | Соединенные Штаты Америки | Определение стандартов на механику и корпус для ИС | MS-012 (SOIC-N) и MS-013 (SOIC-W) определяют размеры и размеры |
| JEITA (Японская ассоциация электронной и IT-промышленности) | Япония | Устанавливает современные стандарты упаковки электронных компонентов | Соответствие глобальным рекомендациям SOIC по проектированию поверхностного монтажа |
| EIAJ (Ассоциация электронной промышленности Японии) | Япония | Устаревшие стандарты, используемые в старых топологиях печатных плат | Некоторые посадочные места SOIC-W до сих пор соответствуют ссылкам EIAJ |
| ИПК-7351 | Международный | Стандартизация схемы посадки печатных плат и занимаемой площади | Определение размеров контактных площадок, скруглений припоя и допусков для корпусов SOIC |
Тепловые и электрические характеристики SOIC
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Термическая стойкость (θJA) | 80–120 °C/Вт в зависимости от площади меди на плате |
| Переход в случай (θJC) | 30–60 °C/Вт (лучше в вариантах с термопрокладками) |
| Рассеиваемая мощность | Подходит для микросхем малой и средней мощности |
| Индуктивность провода | \~6–10 нГн на отведение (умеренный) |
| Емкость свинца | Низкий; Поддержка стабильных аналоговых и цифровых сигналов |
| Текущие возможности | Ограничен толщиной свинца и температурным подъемом |
Советы по компоновке печатных плат SOIC
Соответствие размера контактной площадки размерам свинца
Убедитесь, что длина и ширина контактной площадки печатной платы точно соответствуют размеру свинца типа «крыло чайки» SOIC. Это способствует правильному формированию паяного соединения и механической стабильности во время пайки оплавлением. Слишком маленькие или слишком большие контактные площадки могут привести к ослаблению соединений или дефектам пайки.
Использование контактных площадок, определенных паяльной маской
Определение контактных площадок с помощью границ паяльной маски помогает предотвратить образование мостов между контактами, особенно для SOIC с малым шагом. Это улучшает контроль потока припоя и увеличивает выход продукции при крупносерийном производстве.
Возможность пайки скруглений на свинцовых сторонах
Разработайте компоновку контактных площадок таким образом, чтобы на боковых сторонах выводов SOIC были видны скругления припоя. Эти галтели повышают прочность соединения и облегчают визуальный осмотр, облегчая обнаружение плохой пайки во время проверки качества.
Избегайте паяльной маски между контактами
Если между контактами остается минимальная паяльная маска или ее отсутствие, снижается риск образования поверхностного слоя и неравномерного смачивания припоя. Это также обеспечивает лучшее распределение паяльной пасты по выводам.
Добавление тепловых переходных отверстий для открытых контактных площадок
Если вариант SOIC включает в себя открытую термопрокладку, добавьте несколько переходных отверстий под прокладкой, чтобы помочь рассеивать тепло во внутренние медные слои или плоскость заземления. Это повышает тепловые характеристики в энергетических системах.
Следуйте рекомендациям IPC-7351B
Используйте стандарты IPC-7351B для выбора правильного уровня плотности рельефа:
• Уровень A: Для плат с низкой плотностью
• Уровень B: Для сбалансированной производительности и технологичности
• Уровень C: для планировок с высокой плотностью
Сборка и паяльные жала SOIC
Нанесение паяльной пасты
Используйте трафарет из нержавеющей стали толщиной 100 - 120 мкм, чтобы равномерно нанести паяльную пасту на все контактные площадки SOIC. Постоянный объем пасты обеспечивает прочные и равномерные паяные соединения, сводя к минимуму риск образования паяных мостов или обрыва контактов.
Профиль пайки оплавлением
Поддерживайте пиковую температуру оплавления на уровне 240 - 245 °C. Всегда следуйте рекомендованному IC тепловому профилю, включая надлежащие этапы предварительного нагрева, замачивания, оплавления и охлаждения. Это предотвращает повреждение компонентов и обеспечивает надежное формирование швов.
Ручная пайка
SOIC могут быть спаяны вручную с помощью паяльника с тонким наконечником и паяльной проволоки толщиной 0,5 мм. Держите кончик в чистоте и используйте умеренный огонь для образования гладких швов. Этот метод подходит для прототипирования или мелкосерийной сборки, где оплавление недоступно.
Осмотр
После пайки осмотрите стыки с помощью оптического микроскопа или системы АОИ. Проверьте наличие хорошо сформированных боковых скруглений, равномерного покрытия припоя, а также отсутствие короткого замыкания или холодных соединений для проверки качества сборки.
Доработка и ремонт
Доработка SOIC может быть выполнена с помощью инструментов с горячим воздухом или паяльника. Избегайте длительного нагрева, так как это может привести к расслоению печатной платы или подъему контактной площадки. Осторожно наносите флюс и нагревайте, чтобы снять или заменить деталь, не повредив плату.
Надежность SOIC и снижение уровня отказов
| Режим отказа | Общее дело | Стратегия профилактики |
|---|---|---|
| Растрескивание паяных соединений | Многократное термоциклирование | Используйте термосъемные прокладки и более толстые медные слои |
| Попкорнинг | Влага, попавшая в формовочную смесь | Выпекать SOIC при 125 °C перед пайкой |
| Лифтинг / расслоение свинца | Чрезмерное нагревание при пайке | Применение контролируемого оплавления с постепенным нарастанием температуры |
| Повреждения от механических нагрузок | Изгиб, вибрация или удар печатной платы | Использование ребер жесткости или подзаливки печатных плат для снижения напряжения |
Структура и размеры упаковки SOIC
| Функция | Описание |
|---|---|
| Количество лидов | Обычно колеблется от 8 до 28 контактов |
| Свинцовый шаг | Стандартное расстояние 1,27 мм (50 мил) |
| Ширина корпуса | Узкий (3,9 мм) или широкий (7,5 мм) |
| Тип провода | Поводки типа «крыло чайки» для поверхностного монтажа |
| Высота упаковки | От 1,5 мм до 2,65 мм |
| Инкапсуляция | Черная эпоксидная смола для физической защиты |
| Термопрокладка | Некоторые версии имеют металлическую накладку под собой |
Заключение
Корпуса SOIC надежны, компактны и подходят как для небольших, так и для сложных схем. Благодаря различным типам они подходят для многих областей применения. Следование рекомендациям по компоновке, пайке и обращению помогает избежать проблем и обеспечивает хорошую производительность. Понимание технических описаний и стандартов также способствует улучшению проектирования и сборки.
Часто задаваемые вопросы
11.1. Соответствуют ли пакеты SOIC требованиям RoHS?
Да. Большинство современных корпусов SOIC соответствуют требованиям RoHS и используют бессвинцовую отделку, такую как матовое олово или NiPdAu. Всегда подтверждайте соответствие требованиям в техническом описании компонентов.
11.2. Можно ли использовать микросхемы SOIC для высокочастотных цепей?
Только до предела. SOIC хорошо работают на умеренных частотах, но их индуктивность выводов делает их менее подходящими для высокочастотных радиочастотных конструкций.
11.3. Нужны ли для компонентов SOIC особые условия хранения?
Да. Их следует хранить в сухой, закрытой упаковке. Если они подвергаются воздействию влаги, их может потребоваться запекание перед пайкой, чтобы предотвратить повреждение.
11.4. Можно ли паять детали SOIC вручную?
Да. Шаг выводов 1,27 мм облегчает ручную пайку по сравнению с микросхемами с мелким шагом.
11.5. Какое количество слоев печатной платы лучше всего работает с корпусами SOIC?
SOIC работают как на 2-слойных, так и на многослойных печатных платах. Для энергетических или тепловых нужд многослойные платы с заземляющими плоскостями работают лучше.
11.6. Являются ли SOIC и SOP одним и тем же?
Почти. SOIC — это термин JEDEC, в то время как SOP — аналогичное название пакета, используемое в Азии. Они часто взаимозаменяемы, но могут иметь небольшие различия в размерах.