Типы корпусов микросхем

Ранняя советская микросхема К1ЖГ453

Корпус интегральной микросхемы (ИМС) — это герметичная несущая система и часть конструкции, предназначенная для защиты кристалла (кремниевой подложки с нанесёнными на неё элементами) интегральной схемы от внешних воздействий и для электрического соединения с внешними цепями посредством выводов. Для упрощения технологии автоматизированной сборки (монтажа) РЭА, включающей в себя ИМС, типоразмеры корпусов ИМС стандартизованы.

В советских (российских) корпусах ИМС расстояние между выводами (шаг) измеряется в миллиметрах; для корпусов типа 1 и 2 2—2,5 мм, для корпуса типа 3 под углом 30 или 45° и для типа 4 — 1,25 мм.

Зарубежные производители ИМС измеряют шаг в долях дюйма, милах (1/1000 дюйма) или используют величину 1/10 или 1/20 дюйма, что в переводе в метрическую систему соответствует 2,54 и 1,28 мм.

В современных импортных корпусах ИМС, предназначенных для поверхностного монтажа, применяют и метрические размеры: 0,8 мм; 0,65 мм и другие.

Выводы корпусов ИМС могут быть круглыми, диаметром 0,3—0,5 мм или прямоугольными, в пределах описанной окружности 0,4—0,6 мм.

ИМС выпускаются в двух конструктивных вариантах — корпусном и бескорпусном.

При монтаже ИМС на поверхность печатной платы необходимо принять все меры по недопущению деформации корпуса. С одной стороны, должна обеспечится механическая прочность монтажа, гарантирующая устойчивость к механическим нагрузкам, с другой — определённая «гибкость» крепления, что бы возможная в процессе нормальной эксплуатации деформация печатной платы не превысила допустимые пределы механической нагрузки на корпус ИМС, результатом чего может стать негативные последствия от растрескивания корпуса ИМС с последующей потерей герметичности до отрыва подложки от корпуса.

Кроме того, схема размещения корпусов ИМС на печатной плате, зависящая от конструкции платы и компоновки на ней элементов, должна обеспечить:

эффективный отвод тепла за счёт конвекции воздуха или с помощью теплоотводов,
возможность покрытия влагозащитным лаком, без попадания его на места, не подлежащие покрытию
свободный доступ к любой ИМС для её монтажа/демонтажа.

Дополнительные сведения: Корпусирование ИС

Дополнительные сведения: Интегральная схема

Бескорпусные микросхемы и микросборки

Бескорпусная микросхема — это полупроводниковый кристалл, предназначенный для монтажа в гибридную микросхему или микросборку (возможен непосредственный монтаж на печатную плату). Обычно, после монтажа, микросхему покрывают защитным лаком или компаундом, с целью предотвратить или снизить влияние на кристалл негативных факторов окружающей среды.

Корпусные микросхемы

Большая часть выпускаемых микросхем предназначена для отправки конечному потребителю, и это вынуждает производителя предпринимать меры по сохранности кристалла и самой микросхемы. Для уменьшения действия окружающей среды на время доставки и хранения у конечного покупателя, полупроводниковые кристаллы разным способом упаковывают.

История различных видов корпусов

Логический элемент, ИМС Texas Instruments SN5451, в корпусе англ. Flat package (FP) изобретённом Y. Tao в 1962 году, за два года до изобретения DIP

Самые ранние интегральные схемы упаковывались в плоские керамические корпуса. Такой тип корпусов широко используется военными из-за его надежности и небольшого размера. Коммерческие микросхемы перешли к корпусам DIP (англ. Dual In-line Package), сначала изготавливаемым из керамики, а затем из пластика. В 1980-х годах количество контактов СБИС превысило возможности DIP корпусов, что привело к созданию корпусов PGA (англ. pin grid array) и LCC (англ. leadless chip carrier). В конце 80-х, с ростом популярности поверхностного монтажа, появляются корпуса SOIC (англ. Small-Outline Integrated Circuit), имеющие на 30-50 % меньшую площадь чем DIP и на 70 % более тонкие и корпуса PLCC (англ. Plastic leaded chip carrier). В 90-х начинается широкое использование plastic quad flat pack (PQFP) и TSOP (англ. thin small-outline package) для интегральных схем с большим количеством выводов. Для сложных микропроцессоров, особенно для устанавливаемых в сокеты, используются PGA-корпуса. В настоящее время, Intel и AMD перешли от корпусов PGA к LGA (англ. land grid array, разъем с матрицей контактных площадок).

Корпуса BGA (англ. Ball grid array) существуют с 1970-х годов. В 1990-х годах были разработаны корпуса FCBGA (BGA, собранная методом перевернутого кристалла), допускающие намного большее количество выводов, чем другие типы корпусов. В FCBGA кристалл монтируется в перевернутом виде и соединяется с контактами корпуса через столбики (шарики) припоя. Монтаж методом перевернутого кристалла позволяет располагать контактные площадки по всей площади кристалла, а не только по краям.

В настоящее время активно развивается подход с размещением нескольких полупроводниковых кристаллов в едином корпусе, так называемая «Система-в-корпусе» (англ. System In Package, SiP) или на общей подложке, часто керамической, так называемый MCM (англ. Multi-Chip Module).

Корпуса ИМС, производимых в СССР

ИМС, произведённые в СССР до 1972 года, оформлены в нестандартные корпуса («Посол», «Вага 1Б», «Трапеция», «Тропа» и т.п.); их характеристики приведены в специальной технической документации на них, обычно ТУ.

Корпуса первых советских ИМС соответствовали требованиям ГОСТ 17467-72, который предусматривал четыре типа корпусов:

тип 1: прямоугольный с выводами в пределах основания, перпендикулярно ему,
тип 2: прямоугольный с выводами, расположенными за пределами основания, перпендикулярно ему,
тип 3: круглый с выводами в пределами основания, перпендикулярно ему,
тип 4: прямоугольный с выводами за пределами основания, перпендикулярно ему.

Для обозначения типоразмера корпуса и его конструкции предусматривалось специальное условное обозначение, состоящее из четырёх элементов:

цифра, обозначающая тип корпуса,
две цифры, от 01 до 99, обозначающие типоразмер,
цифра, обозначающая общее количество выводов,
цифра, обозначающая номер модификации.

Режим и условия монтажа ИМС в РЭА по ОСТ 11 173.063-84, с числом перепаек 2.

Цоколёвка ИМС постсоветских лет выпуска часто совпадала со стандартом функциональных аналогов серий 74 или 4000.

Чаще всего, массовые серии ИМС, производимые в СССР, были упакованы в следующие типы корпусов:

201.9-1 (полимерный),
201.12-1 (полимерный),
201.14-1 и 201.14-12 (полимерный),
201.14-8 и 201.14-9 (полимерный),
201.14-10 (металлокерамический),
201.16-6,
201.16-13 (металлокерамический),
238.12-1,
238.16-1 и 238.16-2 (полимерный),
238.16-5 (полимерный),
238.18-13 (металлокерамический),
238.18-3 (полимерный),
238.24-1, 238.24-2, 238.24-6 и 238.24-7 (полимерный),
301.8-2 (металлостеклянный),
301.12-2 (металлостеклянный),
401.14-4 (металлостеклянный),
1101Ю.7-2,
1102.8-1,
1401Ю.5-1,
1503Ю.11-1,
1505Ю.17-1
2101.8-1 (полимерный),
2103.16-9 (полимерный),
2104.12-1 (полимерный),
2104.18-3 (полимерный),
2104.18-1 (полимерный),
2104.18-6 (полимерный),
2120.24-1 (полимерный),
2120.24-5 (полимерный),
2120.24-6 (полимерный),
2121.28-12,
2121.29-1,
4153.12-1 (полимерный),
М04.10-1 и
Ф08.16-1

BGA (Ball Grid Array)

Здесь микросхемы памяти, установленные на планку, имеют выводы типа BGA

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT1018-1^[1]	Корпус содержащий 256 шариков.	Квадратный корпус со стороной 17 мм, высотой 1,95 мм, шаг шариков 1 мм.

См. также ниже LBGA и LFBGA.

DBS (DIL Bent SIL)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT157-2^[2]	9	Ширина 4,5 мм, длина 23,8 мм, высота 12 мм, монтажная высота 17 мм, шаг выводов 2,54 мм
SOT523-1^[3]	9	Ширина 2,5 мм, длина 13 мм, высота 14,5 мм, монтажная высота 21,4 мм, шаг выводов 1,27 мм
SOT141-6^[4]	13	Ширина 4,5 мм, длина 23,8 мм, высота 12 мм, монтажная высота 17 мм, шаг выводов 1,7 мм
SOT243-1^[5]	17	Ширина 4,5 мм, длина 23,8 мм, высота 12 мм, монтажная высота 17 мм, шаг выводов 1,27 мм
SOT411-1^[6]	23	Ширина 4,45 мм, длина 30,15 мм, высота 12 мм, монтажная высота 16,9 мм, шаг выводов 1,27 мм

См. также ниже SIL

DIL (Dual In-Line)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT97-1^[7]	8	300 мил, плоский прямоугольный корпус (англ. slim corner leads), ширина 0.25", длина 0.375", высота 0.17", шаг выводов 0.1" Совместимость с IEC 050G01, JEDEC MO-001, JEITA SC-504-8
SOT27-1^[8]	14	300 мил, ширина 0.25", длина 0.75", высота 0.17", шаг выводов 0.1" Совместимость с IEC 050G04, JEDEC MO-001, JEITA SC-501-14
SOT38-1^[9]	16	300 мил, длинный корпус, ширина 0.25", длина 0.85", высота 0.19", шаг выводов 0.1" Совместимость с IEC 050G09, JEDEC MO-001, JEITA SC-503-16
SOT38-4^[10]	16	300 мил, короткий корпус, плоский прямоугольный корпус, ширина 0.25", длина 0.75", высота 0.17", шаг выводов 0.1"
SOT146-1^[11]	20	300 мил, ширина 0.245", длина 1.0525", высота 0.17", шаг выводов 0.1" Совместимость с JEDEC MS-001, JEITA SC-603
SOT101-1^[12]	24	600 мил, широкий/длинный корпус, ширина 0.55", длина 1.25", высота 0.2", шаг выводов 0.1" Совместимость с IEC 051G02, JEDEC MO-015, JEITA SC-509-24
SOT222-1^[13]	24	300 мил, узкий/длинный корпус, ширина 0.2555", длина 1.248", высота 0.185", шаг выводов 0.1" Совместимость с JEDEC MS-001
SOT117-1^[14]	28	600 мил, короткий корпус, ширина 0.55", длина 1.375", высота 0.2", шаг выводов 0.1" Совместимость с IEC 051G05, JEDEC MS-015, JEITA SC-510-28
SOT117-2^[15]	28	600 мил, длинный корпус, ширина 0.5525", длина 1.4375", высота 0.2", шаг выводов 0.1" Совместимость с IEC 051G06, JEDEC MS-011, JEITA SC-510-28
SOT129-1^[16]	40	600 мил, ширина 0.55", длина 2.0475", высота 0.19", шаг выводов 0.1" Совместимость с IEC 051G08, JEDEC MO-015, JEITA SC-511-40
SOT240-1^[17]	48	600 мил, ширина 0.545", длина 2.44", высота 0.19", шаг выводов 0.1" Совместимость с JEDEC MS-011

См. также ниже HDIP

DQFN (Depopulated Quad Flat-pack, безвыводной)

Также, варианты:

DHVQFN (Depopulated Heatsink Very-thin Quad Flat-pack, безвыводной).
DHXQFN (Depopulated Heatsink eXtremely-thin Quad Flat-pack, безвыводной).

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT762-1^[18]	14	Очень тонкий, с металлической стороной, ширина 2,5 мм, длина 3 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-241
SOT763-1^[19]	16	Очень тонкий, с металлической стороной, ширина 2,5 мм, длина 3,5 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-241
SOT764-1^[20]	20	Очень тонкий, с металлической стороной, ширина 2,5 мм, длина 4,5 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-241
SOT1045-1^[21]	20	Экстремально тонкий, без металлической сторон, ширина 2,5 мм, длина 4,5 мм, высота 0,5 мм, шаг выводов 0,5 мм
SOT815-1^[22]	24	Очень тонкий, с металлической стороной 3,5 мм, длина 5,5 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм

HBCC (Heatsink Bottom Chip Carrier)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT564-1^[23]	24	Квадратный корпус со стороной 4 мм, высота 0,8 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-217

HDIP (Heat-dissipating Dual In-line Package)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT398-1^[24]	18	Ширина 6,35 мм, длина 21,55 мм, высота 4,7 мм, шаг выводов 2,54 мм

HSOP (Heatsink Small Outline Package)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT566-3^[25]	24	Низкопосадочная высота (англ. Low stand-off height), ширина 11 мм, длина 15,9 мм, высота 3,5 мм, шаг выводов 1 мм

HTSSOP (Heatsink Thin Shrink Small Outline Package)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT527-1^[26]	20	Ширина 4,4 мм, длина 6,9 мм, высота 1,1 мм, шаг выводов 0,65 мм Совместимость с JEDEC MO-153
SOT1172-2^[27]	28	Ширина 4,4 мм, длина 9,7 мм, высота 1,1 мм, шаг выводов 0,65 мм Совместимость с JEDEC MO-153
SOT549-1^[28]	32	Ширина 6,1 мм, длина 11 мм, высота 1,1 мм, шаг выводов 0,65 мм Совместимость с JEDEC MO-153

HUQFN (Heatsink Ultra-thin Quad Flat-pack, безвыводной)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT1008-1^[29]	60	Ширина 5 мм, длина 5 мм, высота 0,6 мм, шаг выводов 0,5 мм
SOT1025-1^[30]	60	Ширина 4 мм, длина 5 мм, высота 0,6 мм, шаг выводов 0,5 мм

HVQFN (Heatsink Very-thin Quad Flat-pack, безвыводной)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT629-1^[31]	16	Квадратный корпус со стороной 4 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,65 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT758-1^[32]	16	Квадратный корпус со стороной 3 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 ммm Совместимость с JEDEC MO-220
SOT758-3^[33]	16	Срезанные углы, упрочненный квадратный корпус со стороной 3 мм, высота 0,9 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT662-1^[34]	20	Квадратный корпус со стороной 5 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,65 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT910-1^[35]	20	Ширина 5 мм, длина 6 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,8 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT616-1^[36]	24	Квадратный корпус со стороной 4 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT905-1^[37]	24	Квадратный корпус со стороной 3 мм, высота 0,85 мм, шаг выводов 0,4 мм
SOT788-1^[38]	28	Квадратный корпус со стороной 6 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT617-1^[39]	32	Квадратный корпус со стороной 5 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT617-3^[40]	32	Большой радиатор, Квадратный корпус со стороной 5 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT619-1^[41]	48	Квадратный корпус со стороной 7 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT778-3^[42]	48	Квадратный корпус со стороной 6 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,4 мм
SOT778-4^[43]	48	Большой радиатор, Квадратный корпус со стороной 6 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,4 мм
SOT684-1^[44]	56	Квадратный корпус со стороной 8 ммe, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT804-2^[45]	64	Квадратный корпус со стороной 9 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-220

HVSON (Heatsink Very-thin Small Outline; No-leads)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT908-1^[46]	8	Квадратный корпус со стороной 3 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-229
SOT909-1^[47]	8	Квадратный корпус со стороной 4 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,8 мм Совместимость с JEDEC MO-229
SOT650-1^[48]	10	Квадратный корпус со стороной 3 мм, высота 1 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместимость с JEDEC MO-229

HWQFN (Heatsink Very-Very-thin Quad Flat-pack; No-leads)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT994-1^[49]	24	Квадратный корпус со стороной 4 мм, высота 0,85 мм, шаг выводов 0,55 мм Совместимость с JEDEC MO-220
SOT1180-1^[50]	32	Ширина 35 мм, длина 65 мм, высота 0,85 мм, шаг выводов 0,45 мм
SOT1031-1^[51]	48	Квадратный корпус со стороной 7 мм, высота 0,85 мм, шаг выводов 0.55 мм
SOT1033-1^[52]	56	Ширина 55 мм, длина 115 мм, высота 0,85 мм, шаг выводов 0,55 мм

См. также HUQFN, HVQFN и HXQFN.

HWSON (Heatsink Very-Very-thin Small Outline package; No leads)

Номер SOT	Количество выводов	Габариты корпуса, особенности
SOT1069-1^[53]	8	Прямоугольный термоустойчивый корпус, ширина 3 мм, длина 2 мм, высота 0,8 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместим с JEDEC MO-229
SOT1069-2^[54]	8	Термоустойчивый корпус со срезанными углами ширина 3 мм, длина 2 мм, высота 0,8 мм, шаг выводов 0,5 мм Совместим с JEDEC MO-229

См. также HVSON и HXSON.