Mạch tích hợp đường viền nhỏ (SOIC) là một gói chip nhỏ gọn được sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử. Nó chiếm ít không gian hơn so với các gói cũ hơn và hoạt động tốt với việc gắn trên bề mặt. SOIC được tìm thấy ở nhiều kích cỡ, loại và cách sử dụng khác nhau trên nhiều lĩnh vực. Bài viết này giải thích chi tiết các tính năng, biến thể, hiệu suất, bố cục và nhiều tính năng khác của SOIC.
Những câu hỏi thường gặp
Tổng quan về SOIC
Mạch tích hợp đường viền nhỏ (SOIC) là một loại gói chip được sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử. Nó được chế tạo để nhỏ hơn và mỏng hơn so với các loại cũ hơn như DIP (Gói nội tuyến kép), giúp tiết kiệm không gian trên bảng mạch. SOIC được thiết kế để nằm phẳng trên bề mặt của bo mạch, có nghĩa là chúng rất phù hợp cho các thiết bị cần nhỏ gọn. Các chân kim loại, được gọi là dây dẫn, nhô ra từ hai bên như những sợi dây uốn cong nhỏ và giúp máy móc đặt và hàn chúng dễ dàng hơn trong quá trình sản xuất. Các chip này có nhiều kích cỡ và số lượng chân khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu của mạch. Chúng cũng giúp giữ mọi thứ ngăn nắp và cải thiện khả năng xử lý nhiệt và điện của thiết bị. Vì tất cả những ưu điểm này, SOIC được sử dụng trong điện tử ngày nay.
Ứng dụng của gói thầu SOIC
Điện tử tiêu dùng
SOIC được sử dụng trong chip âm thanh, thiết bị bộ nhớ và trình điều khiển màn hình. Kích thước nhỏ của chúng giúp tiết kiệm không gian bo mạch và hỗ trợ các thiết kế sản phẩm nhỏ gọn.
Hệ thống nhúng
Các gói này phổ biến trong vi điều khiển và IC giao diện. Chúng rất dễ lắp và vừa vặn trong các bảng điều khiển nhỏ.
Điện tử ô tô
SOIC được sử dụng trong bộ điều khiển động cơ, cảm biến và bộ điều chỉnh công suất. Chúng xử lý nhiệt và rung động tốt trong môi trường xe.
Tự động hóa công nghiệp
Được sử dụng trong trình điều khiển động cơ và mô-đun điều khiển, SOIC hỗ trợ hoạt động ổn định và lâu dài. Chúng giúp tiết kiệm không gian PCB trong các hệ thống công nghiệp.
Thiết bị liên lạc
SOIC được tìm thấy trong modem, bộ thu phát và mạch mạng. Chúng cung cấp hiệu suất tín hiệu đáng tin cậy trong thiết kế nhỏ gọn.
Các biến thể SOIC và sự khác biệt của chúng
SOIC-N (Loại hẹp)
SOIC-N là phiên bản phổ biến nhất của gói Mạch tích hợp phác thảo nhỏ. Nó có chiều rộng thân tiêu chuẩn là 3,9 mm và được sử dụng rộng rãi trong các mạch đa năng. Nó mang lại sự cân bằng tốt về kích thước, độ bền và dễ hàn, làm cho nó phù hợp với hầu hết các thiết kế gắn trên bề mặt.
SOIC-W (Loại rộng)
Biến thể SOIC-W có thân máy rộng hơn, 7,5 mm. Chiều rộng bổ sung cho phép có nhiều không gian bên trong hơn, lý tưởng cho các IC yêu cầu khuôn silicon lớn hơn hoặc cách ly điện áp tốt hơn. Nó cũng cung cấp khả năng tản nhiệt được cải thiện.
SOJ (J-Lead phác thảo nhỏ)
Các gói SOJ có dây dẫn hình chữ J gấp lại dưới thân IC. Thiết kế này làm cho chúng nhỏ gọn hơn nhưng khó kiểm tra hơn sau khi hàn. Chúng thường được sử dụng trong các mô-đun bộ nhớ.
MSOP (Gói phác thảo nhỏ nhỏ)
MSOP là phiên bản thu nhỏ của SOIC, cung cấp diện tích nhỏ hơn và chiều cao thấp hơn. Nó lý tưởng cho các thiết bị điện tử di động và cầm tay, nơi không gian bo mạch bị hạn chế.
HSOP (Gói phác thảo nhỏ tản nhiệt)
Các gói HSOP bao gồm một miếng tản nhiệt tiếp xúc giúp cải thiện khả năng truyền nhiệt đến PCB. Điều này làm cho chúng phù hợp với IC nguồn và mạch trình điều khiển tạo ra nhiều nhiệt hơn.
Tiêu chuẩn hóa SOIC
| Thân máy tiêu chuẩn | Khu vực / Xuất xứ | Mục đích / Phạm vi bảo hiểm | Mức độ liên quan đến SOIC |
|---|---|---|---|
| JEDEC (Hội đồng Kỹ thuật Thiết bị Điện tử Chung) | Hoa Kỳ | Xác định các tiêu chuẩn cơ khí và bao bì cho vi mạch | MS-012 (SOIC-N) và MS-013 (SOIC-W) xác định kích thước và kích thước |
| JEITA (Hiệp hội Công nghiệp Điện tử và CNTT Nhật Bản) | Nhật Bản | Thiết lập tiêu chuẩn đóng gói linh kiện điện tử hiện đại | Phù hợp với các hướng dẫn SOIC toàn cầu cho thiết kế SMT |
| EIAJ (Hiệp hội Công nghiệp Điện tử Nhật Bản) | Nhật Bản | Các tiêu chuẩn kế thừa được sử dụng trong bố cục PCB cũ hơn | Một số dấu chân SOIC-W vẫn tuân theo tài liệu tham khảo của EIAJ |
| IPC-7351 | Quốc tế | Tiêu chuẩn hóa mô hình đất và dấu chân PCB | Xác định kích thước miếng đệm, phi lê hàn và dung sai cho các gói SOIC |
Hiệu suất nhiệt và điện SOIC
| Tham số | Giá trị / Mô tả |
|---|---|
| Khả năng chịu nhiệt (θJA) | 80–120 °C / W tùy thuộc vào diện tích đồng bảng |
| Mối nối với trường hợp (θJC) | 30–60 °C / W (tốt hơn trong các biến thể đệm nhiệt) |
| Tản điện | Thích hợp cho các IC công suất thấp đến trung bình |
| Điện cảm chì | \~6–10 nH mỗi chì (trung bình) |
| Điện dung chì | Thấp; Hỗ trợ tín hiệu tương tự và kỹ thuật số ổn định |
| Năng lực hiện tại | Giới hạn bởi độ dày chì và sự gia tăng nhiệt |
Mẹo bố trí PCB SOIC
Kích thước miếng đệm phù hợp với kích thước chì
Đảm bảo chiều dài và chiều rộng của miếng đệm PCB khớp chặt chẽ với kích thước dây dẫn cánh mòng biển của SOIC. Điều này thúc đẩy sự hình thành mối hàn thích hợp và ổn định cơ học trong quá trình hàn nóng chảy. Các miếng đệm quá nhỏ hoặc quá lớn có thể gây ra các mối nối yếu hoặc khuyết tật hàn.
Sử dụng miếng đệm do mặt nạ hàn xác định
Xác định các miếng đệm có ranh giới mặt nạ hàn giúp ngăn chặn cầu nối hàn giữa các chân, đặc biệt là đối với SOIC có bước nhỏ. Điều này cải thiện khả năng kiểm soát dòng hàn và tăng năng suất trong quá trình sản xuất số lượng lớn.
Cho phép phi lê hàn trên mặt chì
Thiết kế bố cục miếng đệm để cho phép nhìn thấy phi lê hàn ở hai bên của dây dẫn SOIC. Những miếng phi lê này tăng cường độ bền của mối nối và tạo điều kiện kiểm tra trực quan, giúp dễ dàng phát hiện hàn kém trong quá trình kiểm tra chất lượng.
Tránh mặt nạ hàn giữa các chân
Để lại mặt nạ hàn tối thiểu hoặc không có mặt nạ hàn giữa các chốt làm giảm nguy cơ bị đá mộ và làm ướt mối hàn không đều. Nó cũng cho phép phân phối kem hàn tốt hơn trên các dây dẫn.
Thêm vias nhiệt cho các miếng đệm tiếp xúc
Nếu biến thể SOIC bao gồm một miếng tản nhiệt tiếp xúc, hãy thêm nhiều vias bên dưới miếng đệm để giúp tản nhiệt vào các lớp đồng bên trong hoặc mặt phẳng mặt đất. Điều này nâng cao hiệu suất nhiệt trong các ứng dụng điện.
Thực hiện theo hướng dẫn IPC-7351B
Sử dụng tiêu chuẩn IPC-7351B để chọn mức mật độ mẫu đất chính xác:
• Cấp độ A: Đối với bảng mật độ thấp
• Cấp độ B: Để cân bằng hiệu suất và khả năng sản xuất
• Cấp độ C: Đối với bố cục mật độ cao
Mẹo hàn và lắp ráp SOIC
Ứng dụng dán hàn
Sử dụng giấy nến bằng thép không gỉ có độ dày từ 100 - 120 μm để bôi đều kem hàn trên tất cả các miếng đệm SOIC. Khối lượng dán phù hợp đảm bảo các mối hàn chắc chắn và đồng nhất đồng thời giảm thiểu nguy cơ hàn bắc cầu hoặc hở chân.
Hồ sơ hàn nóng chảy lại
Duy trì nhiệt độ nóng chảy lại cao nhất là 240 - 245 °C. Luôn tuân theo nhiệt khuyến nghị của IC chuyên nghiệpfile, bao gồm làm nóng sơ bộ, ngâm, nóng chảy lại và làm mát thích hợptages. Điều này ngăn ngừa hư hỏng các bộ phận và đảm bảo hình thành mối nối đáng tin cậy.
Hàn tay
SOIC có thể được hàn bằng tay bằng mỏ hàn đầu mịn và dây hàn 0,5 mm. Giữ đầu sạch sẽ và sử dụng nhiệt độ vừa phải để tạo thành các mối nối nhẵn. Phương pháp này phù hợp để tạo mẫu hoặc lắp ráp khối lượng thấp khi không có khả năng nóng chảy.
Kiểm tra
Sau khi hàn, kiểm tra các mối nối bằng kính hiển vi quang học hoặc hệ thống AOI. Kiểm tra các miếng phi lê bên được tạo hình tốt, độ phủ của chất hàn đồng đều và không có đoản mạch hoặc mối nối nguội để xác minh chất lượng lắp ráp.
Làm lại và sửa chữa
Việc làm lại SOIC có thể được thực hiện bằng các dụng cụ không khí nóng hoặc mỏ hàn. Tránh đun nóng trong thời gian dài vì nó có thể gây tách lớp PCB hoặc nâng đệm. Áp dụng chất trợ dung và nhiệt cẩn thận để tháo hoặc thay thế bộ phận mà không làm hỏng bo mạch.
Độ tin cậy và giảm thiểu lỗi của SOIC
| Chế độ thất bại | Nguyên nhân chung | Chiến lược phòng ngừa |
|---|---|---|
| Nứt mối hàn | Chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại | Sử dụng miếng giảm nhiệt và các lớp đồng dày hơn |
| Bỏng ngô | Độ ẩm bị mắc kẹt trong hợp chất nấm mốc | Nướng SOIC ở 125 ° C trước khi hàn |
| Nâng / tách lớp chì | Nhiệt hàn quá cao | Áp dụng dòng chảy lại có kiểm soát với nhiệt độ tăng dần |
| Thiệt hại do ứng suất cơ học | PCB uốn cong, rung hoặc va đập | Sử dụng chất làm cứng PCB hoặc chất lấp đầy để giảm căng thẳng |
Cấu trúc và kích thước gói SOIC
| Tính năng | Mô tả |
|---|---|
| Số lượng khách hàng tiềm năng | Thường dao động từ 8 đến 28 chân |
| Quảng cáo chiêu hàng tiềm năng | Khoảng cách tiêu chuẩn 1,27 mm (50 mils) |
| Chiều rộng cơ thể | Hẹp (3,9 mm) hoặc Rộng (7,5 mm) |
| Loại chì | Dây dẫn cánh mòng biển phù hợp để gắn trên bề mặt |
| Chiều cao gói hàng | Từ 1,5 mm đến 2,65 mm |
| Đóng gói | Nhựa epoxy đen để bảo vệ vật lý |
| Tấm tản nhiệt | Một số phiên bản có một miếng đệm kim loại bên dưới |
Kết luận
Các gói SOIC đáng tin cậy, tiết kiệm không gian và phù hợp với cả các mạch nhỏ và phức tạp. Với các loại khác nhau có sẵn, chúng phù hợp với nhiều ứng dụng. Tuân theo các hướng dẫn bố trí, hàn và xử lý giúp tránh các vấn đề và đảm bảo hiệu suất tốt. Hiểu các bảng dữ liệu và tiêu chuẩn cũng hỗ trợ thiết kế và lắp ráp tốt hơn.
Những câu hỏi thường gặp
11.1. Các gói SOIC có tuân thủ RoHS không?
Có. Hầu hết các gói SOIC hiện đại đều tuân thủ RoHS và sử dụng lớp hoàn thiện không chì như thiếc mờ hoặc NiPdAu. Luôn xác nhận sự tuân thủ trong bảng dữ liệu thành phần.
11.2. Chip SOIC có thể được sử dụng cho mạch tần số cao không?
Chỉ ở một giới hạn. SOIC hoạt động tốt đối với tần số vừa phải, nhưng độ tự cảm chì của chúng khiến chúng kém phù hợp hơn với các thiết kế RF tần số cao.
11.3. Các thành phần SOIC có cần điều kiện bảo quản đặc biệt không?
Có. Chúng nên được giữ trong bao bì khô ráo, kín. Nếu tiếp xúc với độ ẩm, chúng có thể cần nướng trước khi hàn để tránh hư hỏng.
11.4. Các bộ phận SOIC có thể được hàn tay không?
Có. Bước chì 1,27 mm của chúng giúp hàn tay dễ dàng hơn so với IC bước mịn.
11.5. Số lớp PCB nào hoạt động tốt nhất với các gói SOIC?
SOIC hoạt động trên cả PCB 2 lớp và nhiều lớp. Đối với nhu cầu về năng lượng hoặc nhiệt, bảng nhiều lớp với mặt đất hoạt động tốt hơn.
11.6. SOIC và SOP có giống nhau không?
Gần. SOIC là thuật ngữ JEDEC, trong khi SOP là tên gói tương tự được sử dụng ở châu Á. Chúng thường có thể hoán đổi cho nhau nhưng có thể có sự khác biệt nhỏ về kích thước.