Small Outline Integrated Circuit (SOIC) on kompakti sirupaketti, jota käytetään monissa elektronisissa laitteissa. Se vie vähemmän tilaa kuin vanhemmat paketit ja toimii hyvin pinta-asennuksen kanssa. SOIC-yhdisteitä on erikokoisia, -tyyppisiä ja -käyttötarkoituksia monilla aloilla. Tässä artikkelissa kerrotaan yksityiskohtaisesti SOIC:n ominaisuuksista, muunnelmista, suorituskyvystä, asettelusta ja muusta.
Usein kysytyt kysymykset
SOIC-yleiskatsaus
Small Outline Integrated Circuit (SOIC) on eräänlainen sirupaketti, jota käytetään monissa elektronisissa laitteissa. Se on tehty pienemmäksi ja ohuemmaksi kuin vanhemmat tyypit, kuten DIP (Dual Inline Package), mikä auttaa säästämään tilaa piirilevyillä. SOIC:t on suunniteltu istumaan tasaisesti levyn pinnalla, mikä tarkoittaa, että ne sopivat erinomaisesti laitteille, joiden on oltava kompakteja. Metallijalat, joita kutsutaan johtoiksi, työntyvät sivuilta ulos kuin pienet taivutetut langat ja helpottavat koneiden sijoittamista ja juottamista tuotannon aikana. Näitä siruja on erikokoisia ja nastamääriä riippuen siitä, mitä piiri tarvitsee. Ne auttavat myös pitämään asiat järjestyksessä ja parantamaan sitä, kuinka hyvin laite käsittelee lämpöä ja sähköä. Kaikkien näiden etujen vuoksi SOIC-yhdisteitä käytetään nykyään elektroniikassa.
SOIC-pakettien sovellukset
Viihde-elektroniikka
SOIC-tiedostoja käytetään äänisiruissa, muistilaitteissa ja näytönohjaimissa. Niiden pieni koko säästää levytilaa ja tukee kompaktia tuotesuunnittelua.
Sulautetut järjestelmät
Nämä paketit ovat yleisiä mikro-ohjaimissa ja liitäntäpiireissä. Ne on helppo asentaa ja sopivat hyvin pieniin ohjauskortteihin.
Autojen elektroniikka
SOIC-yhdisteitä käytetään moottorin ohjaimissa, antureissa ja tehonsäätimissä. Ne kestävät hyvin lämpöä ja tärinää ajoneuvoympäristöissä.
Teollisuusautomaatio
Moottoriajureissa ja ohjausmoduuleissa käytetyt SOIC:t tukevat vakaata ja pitkäaikaista toimintaa. Ne auttavat säästämään piirilevytilaa teollisuusjärjestelmissä.
Viestintälaitteet
SOIC:ita löytyy modeemeista, lähetin-vastaanottimista ja verkkopiireistä. Ne tarjoavat luotettavan signaalin suorituskyvyn kompakteissa malleissa.
SOIC-variantit ja niiden erot
SOIC-N (kapea tyyppi)
SOIC-N on yleisin versio Small Outline Integrated Circuit -paketista. Sen rungon vakioleveys on 3,9 mm ja sitä käytetään laajalti yleiskäyttöisissä piireissä. Se tarjoaa hyvän tasapainon koon, kestävyyden ja juottamisen helppouden välillä, joten se sopii useimpiin pinta-asennusmalleihin.
SOIC-W (leveä tyyppi)
SOIC-W-versiossa on leveämpi runko, 7,5 mm. Ylimääräinen leveys mahdollistaa enemmän sisätilaa, mikä tekee siitä ihanteellisen mikropiireille, jotka vaativat suurempia piimuotteja tai parempaa jänniteeristystä. Se tarjoaa myös paremman lämmönpoiston.
SOJ (pieni ääriviiva J-johto)
SOJ-pakkauksissa on J-muotoiset johdot, jotka taittuvat IC:n rungon alle. Tämä muotoilu tekee niistä kompaktimpia, mutta vaikeampia tarkastaa juottamisen jälkeen. Niitä käytetään yleisesti muistimoduuleissa.
MSOP (pieni pieni ääriviivapaketti)
MSOP on SOIC:n miniatyrisoitu versio, joka tarjoaa pienemmän jalanjäljen ja pienemmän korkeuden. Se on ihanteellinen kannettavaan ja kädessä pidettävään elektroniikkaan, jossa korttitilaa on rajoitetusti.
HSOP (jäähdytyselementin pieni ääriviivapaketti)
HSOP-paketit sisältävät paljaan lämpötyynyn, joka parantaa lämmönsiirtoa piirilevylle. Tämä tekee niistä sopivia tehopiireihin ja ohjainpiireihin, jotka tuottavat enemmän lämpöä.
SOIC-standardointi
| Vakio runko | Alue / alkuperä | Tarkoitus / kattavuus | Merkitys SOIC:lle |
|---|---|---|---|
| JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) | Yhdysvallat | Määrittelee mikropiirien mekaaniset ja pakettistandardit | MS-012 (SOIC-N) ja MS-013 (SOIC-W) määrittävät koot ja mitat |
| JEITA (Japanin elektroniikka- ja IT-teollisuuden yhdistys) | Japani | Asettaa nykyaikaiset elektroniikkakomponenttien pakkausstandardit | Vastaa maailmanlaajuisia SOIC-ohjeita SMT-suunnitteluun |
| EIAJ (Japanin elektroniikkateollisuusyhdistys) | Japani | Vanhemmissa piirilevyasetteluissa käytetyt vanhat standardit | Jotkut SOIC-W:n jalanjäljet noudattavat edelleen EIAJ-viitteitä |
| IPC-7351 | Kansainvälinen | Piirilevyjen maakuvion ja jalanjäljen standardointi | Määrittelee tyynyjen koot, juotosfileet ja toleranssit SOIC-paketeille |
SOIC-lämpö- ja sähkösuorituskyky
| Parametri | Arvo / Kuvaus |
|---|---|
| Lämmönkestävyys (θJA) | 80–120 °C/W riippuen levyn kuparipinta-alasta |
| Liittymä tapaukseen (θJC) | 30–60 °C/W (parempi lämpötyynyversioissa) |
| Tehon häviö | Sopii pieni- ja keskitehoisille mikropiireille |
| Lyijyn induktanssi | \~6–10 nH johtoa kohden (kohtalainen) |
| Lyijyn kapasitanssi | Matala; Tukee vakaita analogisia ja digitaalisia signaaleja |
| Nykyinen suorituskyky | Lyijyn paksuus ja lämpönousu rajoittavat |
SOIC-piirilevyn asetteluvinkkejä
Sovita tyynyn koko lyijyn mittoihin
Varmista, että piirilevyn pituus ja leveys vastaavat tarkasti SOIC:n lokin siiven johdon kokoa. Tämä edistää juotosliitoksen asianmukaista muodostumista ja mekaanista vakautta uudelleenvirtausjuottamisen aikana. Liian pienet tai liian suuret tyynyt voivat aiheuttaa heikkoja liitoksia tai juotosvirheitä.
Käytä juotosmaskin määrittämiä tyynyjä
Juotosmaskin rajoilla varustettujen tyynyjen määrittäminen auttaa estämään juotossillan siirtymisen nastojen väliin, erityisesti hienojakoisissa SOIC:issa. Tämä parantaa juotosvirtauksen hallintaa ja lisää saantoa suurissa tuotantomäärissä.
Salli juotosfileet lyijypuolella
Suunnittele tyynyn asettelu niin, että SOIC-johtojen sivuilla näkyvät juotosfileet ovat näkyviä. Nämä fileet parantavat liitoksen lujuutta ja helpottavat silmämääräistä tarkastusta, mikä helpottaa huonon juottamisen havaitsemista laaduntarkastusten aikana.
Vältä juotosmaskia nastojen välillä
Juotosmaskin jättäminen nastojen väliin vähentää hautakivityksen ja juotteen epätasaisen kastumisen riskiä. Se mahdollistaa myös paremman juotospastan jakautumisen johtojen välillä.
Lisää lämpöläpiviennit paljaille tyynyille
Jos SOIC-versiossa on paljas lämpötyyny, lisää tyynyn alle useita läpivienteitä, jotka auttavat haihduttamaan lämpöä sisempiin kuparikerroksiin tai maatasoon. Tämä parantaa lämpösuorituskykyä energiasovelluksissa.
Noudata IPC-7351B-ohjeita
Käytä IPC-7351B-standardeja oikean maakuvion tiheystason valitsemiseen:
• Taso A: Matalatiheyksisille levyille
• Taso B: Tasapainoinen suorituskyky ja valmistettavuus
• Taso C: Tiheälle pohjaratkaisulle
SOIC-kokoonpano- ja juotosvinkit
Juotospastan levitys
Käytä ruostumattomasta teräksestä valmistettua kaavainta, jonka paksuus on 100 - 120 μm, levittääksesi juotospastaa tasaisesti kaikille SOIC-tyynyille. Tasainen tahnatilavuus varmistaa vahvat ja tasaiset juotosliitokset ja minimoi juotossillan tai avoimien tappien riskin.
Reflow-juotosprofiili
Pidä huippuvirtauslämpötila 240 - 245 °C. Noudata aina IC:n suosittelemaa lämpöprofiilia, mukaan lukien oikea esilämmitys, liotus, uudelleenvirtaus ja jäähdytystages. Tämä estää komponenttien vaurioitumisen ja varmistaa luotettavan liitoksen muodostumisen.
Käsin juottaminen
SOIC:t voidaan juottaa käsin hienokärkisellä juotoskolvilla ja 0,5 mm:n juotoslangalla. Pidä kärki puhtaana ja käytä kohtuullista lämpöä sileiden liitosten muodostamiseksi. Tämä menetelmä soveltuu prototyyppien valmistukseen tai pienivolyymisiin kokoonpanoihin, joissa uudelleenjuoksutusta ei ole saatavilla.
Tarkastus
Juottamisen jälkeen tarkasta liitokset optisella mikroskoopilla tai AOI-järjestelmällä. Tarkista hyvin muotoillut sivufileet, tasainen juotospeitto ja oikosulkujen tai kylmäliitosten puuttuminen kokoonpanon laadun varmistamiseksi.
Uudelleenkäsittely ja korjaus
SOIC:ien uudelleenkäsittely voidaan tehdä kuumailmatyökaluilla tai juotosraudalla. Vältä pitkäaikaista kuumentamista, koska se voi aiheuttaa piirilevyn irtoamista tai tyynyjen nostoa. Levitä juoksutetta ja kuumenna varovasti irrottaaksesi tai vaihtaaksesi osan vahingoittamatta levyä.
SOIC:n luotettavuus ja vikojen lieventäminen
| Vika-tila | Yhteinen syy | Ennaltaehkäisystrategia |
|---|---|---|
| Juotosliitoksen halkeilu | Toistuva lämpösykli | Käytä lämpösuojatyynyjä ja paksumpia kuparikerroksia |
| Popcorning | Kosteus juuttunut homeseokseen | Paista SOIC:t 125 °C:ssa ennen juottamista |
| Lyijyn nosto / delaminointi | Liiallinen juotoslämpö | Käytä hallittua uudelleenvirtausta asteittaisella ylösajolämpötilalla |
| Mekaanisen rasituksen vauriot | Piirilevyn taipuminen, tärinä tai isku | Käytä piirilevyjäykisteitä tai alitäyttöä rasituksen vähentämiseksi |
SOIC-pakkauksen rakenne ja mitat
| Ominaisuus | Kuvaus |
|---|---|
| Liidien määrä | Yleensä 8-28 nastaa |
| Lyijyn pitch | Vakioetäisyys 1,27 mm (50 mailia) |
| Rungon leveys | Kapea (3,9 mm) tai leveä (7,5 mm) |
| Liidin tyyppi | Pinta-asennukseen soveltuvat lokkisiipiset johdot |
| Pakkauksen korkeus | 1,5–2,65 mm |
| Kapselointi | Musta epoksihartsi fyysiseen suojaan |
| Lämpötyyny | Joissakin versioissa on metallityyny alla |
Johtopäätös
SOIC-paketit ovat luotettavia, tilaa säästäviä ja sopivat sekä pieniin että monimutkaisiin piireihin. Saatavilla on erilaisia tyyppejä, joten ne sopivat moniin sovelluksiin. Asettelu-, juottamis- ja käsittelyohjeiden noudattaminen auttaa välttämään ongelmia ja varmistaa hyvän suorituskyvyn. Tietolehtien ja standardien ymmärtäminen tukee myös parempaa suunnittelua ja kokoonpanoa.
Usein kysytyt kysymykset
11.1. Ovatko SOIC-paketit RoHS-yhteensopivia?
Kyllä. Useimmat nykyaikaiset SOIC-pakkaukset ovat RoHS-yhteensopivia ja niissä käytetään lyijyttömiä viimeistelyjä, kuten mattatina tai NiPdAu. Varmista aina vaatimustenmukaisuus komponenttien tietolomakkeessa.
11.2. Voidaanko SOIC-siruja käyttää korkeataajuisissa piireissä?
Vain tiettyyn rajaan. SOIC:t toimivat hyvin kohtalaisilla taajuuksilla, mutta niiden lyijyinduktanssi tekee niistä vähemmän sopivia korkeataajuisiin RF-malleihin.
11.3. Tarvitsevatko SOIC-komponentit erityisiä säilytysolosuhteita?
Kyllä. Ne tulee säilyttää kuivassa, suljetussa pakkauksessa. Jos ne altistuvat kosteudelle, ne saattavat joutua paistamaan ennen juottamista vaurioiden estämiseksi.
11.4. Voiko SOIC-osia juottaa käsin?
Kyllä. Niiden 1,27 mm:n lyijyjako helpottaa niiden juottamista käsin verrattuna hienojakoisiin mikropiireihin.
11.5. Mikä piirilevykerrosmäärä toimii parhaiten SOIC-pakettien kanssa?
SOIC:t toimivat sekä 2-kerroksisissa että monikerroksisissa piirilevyissä. Teho- tai lämpötarpeisiin monikerroksiset levyt, joissa on maatasot, toimivat paremmin.
11.6. Ovatko SOIC ja SOP sama asia?
Lähes. SOIC on JEDEC-termi, kun taas SOP on samanlainen paketin nimi, jota käytetään Aasiassa. Ne ovat usein keskenään vaihdettavissa, mutta niissä voi olla pieniä kokoeroja.