Introdução
O acondicionamento de circuitos integrados (IC) é crucial na indústria eletrónica. Protege os componentes semicondutores dos factores ambientais. Suporta igualmente a sua ligação e funções no âmbito de um dispositivo eletrónico específico.
O empacotamento comum de CI também inclui o DIP (Dual Inline Package). Como é que se define este tipo de embalagem?
Irá explorar o papel do DIP no processo de montagem de PCB. Aprenderá também como o DIP se compara com outras formas de embalagem utilizadas para ICs.
Definição e história da embalagem em linha dupla
Vejamos o DIP com mais pormenor:
O que é o Dual Inline Package?
DIP é a abreviatura de Dual Inline Package. Também é conhecido como DIL.
Em microeletrónica, um pacote duplo em linha é um pacote clássico de circuito integrado. Tem um invólucro retangular e duas filas paralelas de pinos para ligações eléctricas.
Os pinos podem ser inseridos em orifícios numa PCB (placa de circuito impresso) e soldados. Este processo é conhecido como montagem através do orifício, que produz uma junta de soldadura forte. Além disso, o DIP também pode ser inserido numa tomada.
História da embalagem em linha dupla
Três pessoas, Rex Rice, Don Forbes e Bryant Rogers, inventaram o DIP em 1964. Pertenciam à Fairchild R&D. O objetivo era lidar com os limites dos pinos de embalagem redondos do tipo transístor.
Os inventores criaram um pacote duplo em linha de cerâmica de 14 fios. Tinha duas filas de pinos com 100 mils (0,1 polegadas) de distância. Este avanço permitiu a inserção automática em PCBs.
Gradualmente, a contagem de pinos aumentou para 64 pinos (número de pinos).
Circuitos mais complexos necessitavam de mais sinais para trabalhar com dispositivos electrónicos complexos. A invenção do pacote DIP trouxe uma grande vantagem. Através dela, surgiram suportes de chips de alta densidade que podem facilmente fixar as placas de circuito impresso.
Aplicações da embalagem dupla em linha
Os pacotes DIP têm sido popularmente utilizados para uma vasta gama de aplicações, incluindo:
- Processamento de dados
- Equipamentos de telecomunicações
- Ecrãs de gráficos de barras
- Relés
- Díodos emissores de luz (LEDs) e resistências
- Transístores e comutadores
De DIP a SMT
Com o tempo, as formas de embalagem alargaram-se. As embalagens DIP foram progressivamente substituídas por embalagens SMT. SMT significa tecnologia de montagem em superfície. É atualmente o processo utilizado para a montagem de PCB de baixo custo e de alta produção.
Atualmente, o SMT é o procedimento principal para a conceção de PCB em muitas aplicações.
A embalagem SMT tem vantagens em termos de peso e tamanho reduzidos. Também elimina o custo de perfurações extensas e melhora a elevada interligação das placas electrónicas.
Os componentes SMT são ideais para a produção em massa, mas menos adequados para a produção de protótipos de circuitos. No entanto, a grande maioria dos componentes electrónicos actuais são fabricados com SMT.
Estrutura do pacote em linha dupla
O Dual Inline Package (DIP) é constituído pelos seguintes componentes:
- Quadro de chumbo
- matriz de silício
- substrato da embalagem
- molde de polímero
- fios de ouro
O principal componente de um DIP é a estrutura de chumbo. Assegura que as ligações eléctricas estão completas e segura a matriz de silício. A estrutura de chumbo também fornece os pinos de ligação que se estendem para fora.
O substrato do pacote é um material de isolamento que suporta eletricamente a estrutura de chumbo.
O quadro de chumbo tem um revestimento adicional de molde de polímero. O molde de polímero protege os componentes dentro do quadro de chumbo. Também impede a entrada de humidade no quadro de chumbo e torna-o mais fiável.
A matriz de silício possui o circuito eletrónico para realizar as funções necessárias. Os fios de ouro unem a estrutura de chumbo e a matriz de silício. Permitem o fluxo de sinais eléctricos entre a matriz de silício e o mundo exterior.
Principais características da embalagem em linha dupla
Algumas características importantes ou características de um pacote DIP são as seguintes
Espaçamento calor e choque.
As normas JEDEC são aceites internacionalmente para os pacotes DIP. De acordo com eles, a distância entre dois pinos (passo) deve ser de 0,1 polegadas (2,54 mm). O espaçamento entre filas (distância entre duas filas de pinos) depende do PIN no pacote.
Número de pinos
Numa embalagem DIP, existe um número par de pinos. Estes são múltiplos de 2, por exemplo, 14, 16, 18, e assim por diante. O número máximo de pinos amplamente utilizado num pacote DIP pode ser de 52 a 64.
Um DIP é normalmente designado por DIPn. Aqui, n é o número total de pinos. Por exemplo, o DIP18 tem 18 pinos.
Orientação
A posição do entalhe que identifica os componentes DIP dita a posição do pino.
O entalhe pode estar virado para cima. Assim, o PIN é o primeiro pino no canto superior esquerdo. Os restantes são ordenados no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio.
Suponhamos uma embalagem DIP18 (o número de pinos é 18). O entalhe de identificação pode estar virado para cima. Os pinos da esquerda estão ordenados de 1 a 9, de cima para baixo. Os pinos do lado direito contêm pinos de baixo para cima ordenados de 10 a 18.
Tipos de embalagens duplas em linha
Existem diferentes tipos de pacotes duplos em linha com base no tamanho ou no material:
Pacote duplo em linha de plástico (PDIP):
É o tipo de embalagem DIP mais barato e mais comum; o seu principal material é o plástico.
É adequado para uma gama de circuitos integrados. Pode poupar uma quantidade considerável em montagens densas e de grande volume.
Pacote duplo em linha de cerâmica (CDIP)
Este pacote utiliza cerâmica em vez de plástico. Proporciona um melhor desempenho elétrico e uma maior resistência à humidade, ao calor e aos choques.
Pacote duplo em linha de plástico retrátil (SPDIP):
Este tipo de pacote tem um passo de chumbo mais pequeno de 0,07 pol. (1,778 mm). Isso significa que ele reduz em 30%. É uma das opções de economia de espaço. A contagem de pinos neste pacote varia de 28 a 64.
Pacote duplo em linha magro (SDIP):
Este pacote é outra opção que economiza espaço. A distância do centro do pino é de 2,54 mm e a largura é de 7,62 mm.
DIP híbrido ou metálico
Este tipo de pacote DIP é fabricado com uma combinação de metais e outros materiais.
Prós e contras da embalagem em linha dupla
O pacote Dual inline tem vários prós e contras, que são os seguintes
Prós do DIP
- A embalagem DIP é adequada para métodos de montagem através de orifícios, quer manualmente quer através de processos automatizados...
- O pacote DIP tem uma estrutura simples com um layout descomplicado
- A embalagem DIP tem um processo de fabrico fácil, o que a torna adequada para grandes volumes de produção.
- A embalagem DIP ajuda a evitar o risco de sobreaquecimento e permite a dissipação do calor.
- Os pacotes DIP são fiáveis, uma vez que estabelecem uma ligação segura devido à montagem através de orifícios.
- Os pacotes DIP permitem uma simples resolução de problemas, testes e encaixe.
- São facilmente substituíveis e não danificam outros componentes.
Contras do DIP
- As embalagens DIP necessitam de mais espaço nas placas de circuito, ao contrário de outros tipos de embalagem.
- O espaçamento entre pinos dos pacotes DIP pode ser limitado e inviável para aplicações electrónicas que necessitem de alta densidade.
- As alterações de temperatura podem resultar na expansão ou contração dos pinos e afetar gravemente o pacote DIP.
- Os pacotes DIP podem ser danificados por torção ou flexão, afectando assim a sua resistência em comparação com outros pacotes.
Comparação da embalagem dupla em linha com outras formas de embalagem
Dual Inline Package (DIP) e Small Outline Integrated Circuit (SOIC) são duas formas de embalagem. Estas são normalmente utilizadas para circuitos integrados (IC). Para além disso, existe também um pacote em linha simples (SIP), um pacote de CI que não é tão comum como o pacote em linha dupla (DIP).
Um SOIC é um CI montado à superfície que tem uma área cerca de 30-50% inferior a um Pacote Duplo em Linha equivalente.
A tabela seguinte compara as principais diferenças entre as embalagens DIP, SOIC e SIP:
| Propriedade ou caraterística | Pacote duplo em linha (DIP) | Pacote único em linha (SIP) | Circuito Integrado de Pequena Dimensão (SOIC) |
| Número de filas de pinos | Dois | Individual | Dois |
| Passo (distância entre dois pinos) | 0,1 polegadas (2,54 mm) | 0,1 polegadas
(2,54 mm) |
0,5 mm a 1,27 mm |
| Número de pinos | Até 64 pinos | Até 24 pinos | Até 48 pinos |
| Montagem com furo passante | Sim | Sim | Não |
| Montagem em superfície | Não | Não | Sim |
| Tamanho | Maior do que SOIC | Mais pequeno do que DIP | Mais pequeno do que DIP |
| Contagem de pinos (chumbo) | Mesmo | Mesmo | Par ou ímpar |
| Posição do pino (chumbo) | Em linha | Em linha | J-lead e Gull-wing |
| Preço | Inferior a SOIC | Inferior a DIP | Superior ao DIP |
| Desempenho elétrico | Vale a pena | Vale a pena | Melhor do que SIP e DIP |
| Adequação para aplicações SMT | Menos adequado | Menos adequado | Mais adequado |
Conclusão
De facto, a tecnologia de montagem em superfície (SMT) tem vindo a substituir cada vez mais a embalagem em linha dupla. No entanto, o DIP continua a ser altamente adequado para prototipagem de PCB, desenvolvimento de produtos e educação.
Recapitulando, os pacotes DIP são conhecidos por serem de baixo custo, simples e compatíveis com a tecnologia de montagem através de orifícios.
Assim, pode decidir melhor que este guia detalhado de embalagens DIP o ajudará a escolher a forma de embalagem certa para o seu próximo projeto eletrónico.