소개
IC(집적 회로) 패키징은 전자 산업에서 매우 중요합니다. 반도체 부품을 환경적 요인으로부터 보호합니다. 또한 특정 전자 기기 내에서 부품의 연결과 기능을 지원합니다.
일반적인 IC 패키징에는 DIP(듀얼 인라인 패키지)도 포함됩니다. 이 패키징을 어떻게 정의하나요?
PCB 조립 공정에서 DIP의 역할을 살펴봅니다. 또한 DIP가 IC에 사용되는 다른 패키징 형태와 어떻게 비교되는지 알아볼 수 있습니다.
듀얼 인라인 패키지의 정의와 역사
DIP에 대해 좀 더 자세히 살펴보겠습니다:
듀얼 인라인 패키지란 무엇인가요?
DIP는 듀얼 인라인 패키지의 줄임말입니다. DIL이라고도 합니다.
마이크로 일렉트로닉스에서 듀얼 인라인 패키지는 고전적인 집적 회로 패키지입니다. 직사각형 케이스와 전기 연결을 위한 두 줄의 평행한 핀이 있습니다.
핀을 PCB(인쇄 회로 기판)의 구멍에 삽입하고 납땜할 수 있습니다. 이 프로세스를 스루홀 마운팅이라고 하며, 강력한 납땜 조인트를 만듭니다. 또한 DIP를 소켓에 삽입할 수도 있습니다.
듀얼 인라인 패키지의 역사
렉스 라이스, 돈 포브스, 브라이언트 로저스 세 사람이 1964년에 DIP를 발명했습니다. 이들은 페어차일드 R&D에 소속되어 있었습니다. 목적은 원형 트랜지스터 스타일의 패키징 핀의 한계를 극복하기 위한 것이었습니다.
발명가들은 14리드 세라믹 듀얼 인라인 패키지를 만들었습니다. 이 패키지에는 100밀리미터(0.1인치) 간격의 핀이 두 줄로 배열되어 있었습니다. 이 획기적인 기술을 통해 PCB에 자동으로 삽입할 수 있었습니다.
점차적으로 핀 수가 64개 리드(핀 수)로 증가했습니다.
더 복잡한 회로는 복잡한 전자 장치와 함께 작동하기 위해 더 많은 신호가 필요했습니다. DIP 패키지의 발명은 큰 이점을 가져왔습니다. 이를 통해 PCB를 쉽게 고정할 수 있는 고밀도 칩 캐리어가 등장했습니다.
듀얼 인라인 패키지의 애플리케이션
DIP 패키지는 다음과 같은 다양한 애플리케이션에 널리 사용되어 왔습니다:
- 데이터 처리
- 통신 장비
- 막대 그래프 표시
- 릴레이
- 발광 다이오드(LED) 및 저항기
- 트랜지스터 및 스위치
DIP에서 SMT로
시간이 지남에 따라 포장 형태가 다양해졌습니다. DIP 패키지는 SMT 패키지로 꾸준히 대체되었습니다. SMT는 표면 실장 기술을 의미합니다. 현재 저비용, 대량 생산 PCB 조립에 사용되는 공정입니다.
오늘날 SMT는 많은 애플리케이션에서 PCB 설계를 위한 주요 절차입니다.
SMT 패키징은 무게와 크기가 작다는 장점이 있습니다. 또한 광범위한 드릴링 비용을 없애고 전자 기판의 높은 상호 연결성을 향상시킵니다.
SMT 부품은 대량 생산에는 이상적이지만 회로 프로토타입 생산에는 적합하지 않습니다. 하지만 오늘날 대부분의 전자제품은 SMT로 제작됩니다.
듀얼 인라인 패키지 구조
듀얼 인라인 패키지(DIP)는 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다:
- 리드 프레임
- 실리콘 다이
- 패키지 기판
- 폴리머 몰드
- 금의 와이어 본드
DIP의 주요 구성 요소는 리드 프레임입니다. 리드 프레임은 전기 연결이 완료되었는지 확인하고 실리콘 다이를 고정합니다. 리드 프레임은 또한 밖으로 뻗어 있는 연결 핀을 제공합니다.
패키지 기판은 리드 프레임을 전기적으로 지지하는 단열재입니다.
리드 프레임에는 폴리머 몰드가 추가로 코팅되어 있습니다. 폴리머 몰드는 리드 프레임 내의 부품을 보호합니다. 또한 리드 프레임에 습기가 들어가는 것을 방지하여 더욱 안정적입니다.
실리콘 다이에는 필요한 기능을 수행하는 전자 회로가 있습니다. 금으로 된 와이어 본드는 리드 프레임과 실리콘 다이를 연결합니다. 이를 통해 실리콘 다이와 외부 세계 사이에 전기 신호가 흐르도록 합니다.
듀얼 인라인 패키지의 주요 특징
DIP 패키지의 몇 가지 중요한 특성 또는 특징은 다음과 같습니다:
간격열과 충격.
DIP 패키지는 국제적으로 JEDEC 표준을 따르고 있습니다. 이에 따르면 두 핀 사이의 거리(피치)는 0.1인치(2.54mm)여야 합니다. 행 간격(두 핀 행 사이의 거리)은 패키지의 핀에 따라 다릅니다.
핀 개수
DIP 패키지에는 짝수 개의 핀이 있습니다. 예를 들어 14, 16, 18 등과 같이 2의 배수입니다. DIP 패키지에서 널리 사용되는 최대 핀 수는 52~64개입니다.
DIP는 일반적으로 DIPn으로 표시됩니다. 여기서 n은 총 핀 수입니다. 예를 들어 DIP18에는 18개의 핀이 있습니다.
오리엔테이션
DIP 구성 요소를 식별하는 노치의 위치에 따라 핀 위치가 결정됩니다.
노치가 위를 향할 수 있습니다. 따라서 핀은 왼쪽 상단의 첫 번째 핀입니다. 나머지는 시계 반대 방향으로 정렬됩니다.
DIP18 패키지(핀 개수가 18개)라고 가정해 보겠습니다. 식별 노치가 위를 향할 수 있습니다. 왼쪽 핀은 위에서 아래로 1부터 9까지 정렬되어 있습니다. 오른쪽 핀은 10에서 18까지 아래에서 위로 정렬된 핀을 포함합니다.
듀얼 인라인 패키지의 유형
듀얼 인라인 패키지는 크기나 재질에 따라 다양한 유형이 있습니다:
플라스틱 듀얼 인라인 패키지(PDIP):
가장 저렴하고 가장 일반적인 DIP 포장 유형으로, 주요 재료는 플라스틱입니다.
다양한 집적 회로에 적합합니다. 대량 및 고밀도 어셈블리에서 상당한 양을 절약할 수 있습니다.
세라믹 듀얼 인라인 패키지(CDIP)
이 패키지는 플라스틱 대신 세라믹을 사용합니다. 전기적 성능이 향상되고 습기, 열, 충격에 대한 내성이 강화되었습니다.
수축 플라스틱 이중 인라인 패키지(SPDIP):
이 유형의 패키지는 리드 피치가 0.07인치(1.778mm)로 더 작습니다. 즉, 30%가 줄어듭니다. 공간 절약형 옵션 중 하나입니다. 이 패키지의 핀 수는 28개에서 64개까지 다양합니다.
스키니 듀얼 인라인 패키지(SDIP):
이 패키지는 또 다른 공간 절약형 옵션입니다. 핀 중심 거리는 2.54mm, 너비는 7.62mm입니다.
하이브리드 또는 메탈 딥
이 유형의 DIP 패키지는 금속 및 기타 재료의 조합을 사용하여 만들어집니다.
듀얼 인라인 패키지의 장단점
듀얼 인라인 패키지에는 다음과 같은 몇 가지 장단점이 있습니다:
DIP의 장점
- DIP 패키지는 수동 또는 자동화된 프로세스를 통한 스루홀 실장 방식에 적합합니다.
- DIP 패키지는 구조가 단순하고 레이아웃이 복잡하지 않습니다.
- DIP 패키지는 제조 공정이 간단하여 대량 생산에 적합합니다.
- DIP 패키지는 과열의 위험을 방지하고 열을 방출하는 데 도움이 됩니다.
- DIP 패키지는 스루홀 마운팅으로 안전하게 연결되므로 안정적입니다.
- DIP 패키지를 사용하면 간단한 문제 해결, 테스트 및 소켓을 사용할 수 있습니다.
- 쉽게 교체할 수 있으며 다른 구성 요소를 손상시키지 않습니다.
DIP의 단점
- DIP 패키지는 다른 패키징 유형과 달리 회로 기판에 더 많은 공간이 필요합니다.
- DIP 패키지의 핀 간격은 제한되어 있어 고밀도를 필요로 하는 전자 애플리케이션에는 적합하지 않을 수 있습니다.
- 온도 변화는 핀의 팽창 또는 수축을 초래하여 DIP 패키지에 나쁜 영향을 미칠 수 있습니다.
- DIP 패키지는 뒤틀리거나 구부러지면 손상될 수 있으므로 다른 패키지에 비해 강도에 영향을 미칠 수 있습니다.
듀얼 인라인 패키지와 다른 포장 형태와의 비교
듀얼 인라인 패키지(DIP)와 소형 아웃라인 집적 회로(SOIC)는 두 가지 패키징 형태입니다. 이들은 일반적으로 집적 회로(IC)에 사용됩니다. 또한, 듀얼 인라인 패키지(DIP)만큼 일반적이지 않은 IC 패키지인 싱글 인라인 패키지(SIP)도 있습니다.
SOIC는 동급의 듀얼 인라인 패키지보다 면적이 약 30~50% 작은 표면 실장형 IC입니다.
다음 표는 DIP 패키지, SOIC 패키지, SIP 패키지의 주요 차이점을 비교한 것입니다:
| 속성 또는 특성 | 듀얼 인라인 패키지(DIP) | 싱글 인라인 패키지(SIP) | 소형 아웃라인 집적 회로(SOIC) |
| 핀 행 수 | Two | 싱글 | Two |
| 피치(두 핀 사이의 거리) | 0.1인치(2.54mm) | 0.1인치
(2.54mm) |
0.5mm ~ 1.27mm |
| 핀 개수 | 최대 64핀 | 최대 24핀 | 최대 48핀 |
| 스루홀 마운팅 | 예 | 예 | 아니요 |
| 표면 실장 | 아니요 | 아니요 | 예 |
| 크기 | SOIC보다 더 큰 | DIP보다 작음 | DIP보다 작음 |
| 핀(리드) 개수 | 심지어 | 심지어 | 짝수 또는 홀수 |
| 핀(리드) 위치 | 인라인 | 인라인 | J-리드 및 갈매기 날개 |
| 가격 | SOIC보다 낮음 | DIP보다 낮음 | DIP보다 높음 |
| 전기 성능 | 가치 있는 | 가치 있는 | SIP 및 DIP보다 우수 |
| SMT 애플리케이션에 대한 적합성 | 적합하지 않음 | 적합하지 않음 | 더 적합 |
결론
실제로 오늘날 표면 실장 기술(SMT)이 듀얼 인라인 패키징을 점점 더 많이 대체하고 있습니다. 그러나 DIP는 여전히 PCB 프로토타이핑, 제품 개발 및 교육에 매우 적합합니다.
요약하자면, DIP 패키지는 비용이 저렴하고 간단하며 스루홀 마운팅 기술과 호환되는 것으로 알려져 있습니다.
따라서 이 상세한 DIP 패키지 가이드가 다음 전자 프로젝트에 적합한 포장 형태를 선택하는 데 도움이 될 것입니다.