مدارهای مجتمع در بستههای محافظ قرار میگیرند تا امکان جابجایی و مونتاژ آسان بر روی بردهای مدار چاپی و محافظت از افزارهها در برابر آسیب را فراهم کنند. تعداد بسیار زیادی از انواع مختلف بستهبندی وجود دارد. برخی از انواع بستهها دارای ابعاد و تلورانسهای استاندارد هستند و در انجمنهای صنعت تجاری مانند جدک و پِرو الکترون ثبت شدهاند. انواع دیگر نامهای اختصاصی هستند که ممکن است تنها توسط یک یا دو سازنده ساخته شوند. بستهبندی مدار مجتمع آخرین فرایند مونتاژ قبل از آزمایش و ارسال افزارهها به مشتریان است.
گهگاه دایهای مدار مجتمع با پردازش ویژه برای اتصال مستقیم به یک زیرلایه بدون سَر میانی یا حامل آماده میشوند. در سامانههای تراشه برگردان، آیسی توسط برجستگیهای لحیم کاری به یک زیرلایه متصل میشود. در فناوری پایهباریکه، پدهای فلزاَندودشده که برای اتصالات بندزنی سیمی در یک تراشه معمولی، ضخیمترشده و درازشده تا امکان اتصالات خارجی به مدار را فراهم کنند، استفاده میشوند. مجموعههایی که از تراشههای «بدونروکش» استفاده میکنند دارای بستهبندی اضافی یا پُرشده با اپوکسی هستند تا از افزارهها در برابر رطوبت محافظت کنند.
بستههای تمامسوراخ
فناوری تمامسوراخ یا ازطریق سوراخ، از سوراخهایی استفاده میکند که ازمیان برد مدار چاپی (پیسیبی) برای نصب قطعات سوراخکاری شدهاند. این قطعه دارای پایههایی است که به پَدهای روی پیسیبی لحیم میشوند تا به صورت الکتریکی و مکانیکی آنها را به پیسیبی متصل کنند.
۰٫۱ اینچ (۲٫۵۴ میلیمتر) فاصله پین، ردیفهای ۰٫۳ اینچ (۷٫۶۲ میلیمتر) یا ۰٫۶ اینچ (۱۵٫۲۴ میلیمتر) از هم جدا فاصله ردیفهای دیگر بسیار کمتر استفاده میشود، مانند ۰٫۴ اینچ (۱۰٫۲ میلیمتر) و ۰٫۹ اینچ (۲۲٫۹ میلیمتر).
حامل تراشه یک بسته مستطیل شکل است که هر چهار لبه آن دارای اتصالات است. تراشههای پایهدار دارای پایههای فلزی هستند که به شکل حرف J در اطراف لبه بسته پیچیده شدهاند. تراشههای بدون پایه دارای پدهای فلزی در لبهها هستند. بستههای حامل تراشه ممکن است از سرامیک یا پلاستیک ساخته شوند و معمولاً با لحیم کاری روی برد مدار چاپی محکم میشوند، اگرچه میتوان از سوکتها برای آزمایش استفاده کرد.
IC بستهبندی شده در بستهبندی شفاف استفاده شده در حسگرهای نوری
بستههای برونخط کوچک
مدار مجتمع برونخط کوچک (SOIC) یک بسته مدار مجتمع (IC) نصبسطحی است که مساحتی حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد کمتر از یک بسته دوطرفه ردیفی معادل (DIP) را اشغال میکند، با ضخامت معمولی ۷۰ درصد کمتر. آنها عموماً در همان برونپینهایی که آیسیهای دیپ همتای خود دارند در دسترس هستند.
طبق استاندارد IPC J-STD-012، پیادهسازی فناوری Flip Chip و Chip Scale، به منظور واجد شرایط بودن به عنوان مقیاس تراشه، بسته باید مساحتی بیش از ۱٫۲ برابر دای را داشته باشد و باید تکدای، بسته قابلنصب مستقیم روی سطح باشد. معیار دیگری که اغلب برای واجد شرایط بودن این بستهها به عنوان CSP اعمال میشود این است که فاصله توپی آنها نباید بیشتر از ۱ میلیمتر باشد. بسته مقیاستراشهای
یک بسته WL-CSP یا WLCSP فقط یک دای بدونروکش با یک لایه توزیع مجدد (یا گام I/O) برای تنظیم مجدد پینها یا اتصالات در دای است تا بتوانند به اندازه کافی بزرگ و فاصله کافی داشته باشند تا بتوانند مانند یک بسته BGA اداره شوند.[۱۹]
PMCP
سیاسپی نصبی قدرت (بسته مقیاستراشهای)
تغییر WLCSP، برای افزارههای قدرت مانند ماسفتها ساختهشده توسط پاناسونیک.[۲۰]
دای بدونروکش بدون بسته عرضه میشود. با استفاده از سیمهای اتصال مستقیماً روی پیسیبی نصب میشود و با لکهای از اپوکسی سیاه پوشانده میشود.[۲۲] همچنین برای الئیدیها استفاده میشود. در الئیدیها، اپوکسی شفاف یا یک ماده درز مانند سیلیکونی که ممکن است حاوی فسفر باشد در قالب حاوی الئیدی (های) ریخته شده و پخته میشود. قالب بخشی از بسته را تشکیل میدهد.
COF
تراشه روی سیمخمشو
تغییراتی از COB، در اینجا یک تراشه مستقیماً روی یک مدار انعطافپذیر نصب میشود. برخلاف COB، ممکن است از سیم استفاده نکند یا با اپوکسی پوشانده شود، به جای آن از کمپوشانی استفاده میشود.
تغییراتی از COF، در اینجا یک تراشه برگردان مستقیماً بدون استفاده از سیمهای اتصال به مدار منعطف نصب میشود. مورد استفاده توسط آیسیهای راهانداز LCD.
COG
تراشه روی شیشه
تغییراتی از TAB، که در اینجا یک تراشه مستقیماً روی یک تکه شیشه نصب میشود - معمولاً یک السیدی. توسط آیسیهای راهانداز السیدی و اوالئیدی استفاده میشود.
آرایه مشبک توپی
آرایه مشبک توپی (BGA) از قسمت زیرین بسته برای قرار دادن پدهایی با توپیهای لحیم در الگوی مشبک به عنوان اتصالات به پیسیبی استفاده میکند.[۱][۳]
TO-262:[۲۴] همچنین به نام I2PAK: بسته SMT شبیه به D2PAK اما با سیمهای بلندتر برای نصب SMT یا TH
TO-263:[۲۴] همچنین D2PAK نامیده میشود: بسته SMT مشابه TO-220 بدون زبانه گسترده و سوراخ نصب
TO-274:[۲۴] همچنین به نام Super-247: بسته SMT مشابه TO-247 بدون سوراخ نصب
مرجع ابعاد
نصبسطحی
C: فاصله بین بدنه آیسی و پیسیبی
H: ارتفاع کلی
T: ضخامت پایه
L: طول کل حامل
LW: عرض پایه
LL: طول پایه
P: گام
ازطریق سوراخ (تمامسوراخ)
C: فاصله بین بدنه آیسی و برد
H: ارتفاع کل
T: ضخامت پایه
L: طول کل حامل
LW: عرض پایه
LL: طول پایه
P: گام
WB: عرض بدنه آیسی
WL: عرض پایه-به-پایه
ابعاد بستهبندی
تمام اندازهگیریهای زیر برحسب میلیمتر آورده شده است. برای تبدیل میلیمتر (mm) به mils، میلیمتر را بر ۰٫۰۲۵۴ تقسیم کنید (یعنی ۲٫۵۴ میلیمتر / ۰٫۰۲۵۴ = ۱۰۰ میل).
اجزای نصبسطحی معمولاً کوچکتر از همتایان خود با پایه هستند و طوری طراحی شدهاند که به جای انسان، توسط ماشینها کار شود. صنعت الکترونیک دارای اشکال و اندازههای بستهبندی استاندارد شده است (سازمان استانداردسازی پیشرو JEDEC است).
کدهای ارائه شده در نمودار زیر معمولاً طول و عرض اجزا را برحسب دهم میلیمتر یا صدم اینچ نشان میدهند. به عنوان مثال، یک قطعه متریک ۲۵۲۰، ۲٫۵ میلیمتر در ۲٫۰ میلیمتر است که تقریباً معادل ۰٫۱۰ اینچ در ۰٫۰۸ اینچ است (از این رو اندازه امپریال ۱۰۰۸ است). استثنائات برای امپریال در دو کوچکترین اندازه غیرفعال مستطیلی وجود دارد. کدهای متریک همچنان ابعاد را بر حسب میلیمتر نشان میدهند، حتی اگر کدهای اندازه امپریال دیگر تراز نیستند. مشکلساز است، برخی از تولیدکنندگان در حال توسعه اجزای متریک ۰۲۰۱ با ابعاد ۰٫۲۵ در ۰٫۱۲۵ میلیمتر (۰٫۰۰۹۸ در ۰٫۰۰۴۹ اینچ) هستند.[۳۱] اما نام امپریال ۰۱۰۰۵ در حال حاضر برای بسته ۰٫۴ در ۰٫۲ میلیمتر (۰٫۰۱۵۷ در ۰٫۰۰۷۹ اینچ) استفاده شده است. این اندازههای کوچک، به ویژه ۰۲۰۱ و ۰۱۰۰۵، گاهی میتوانند از منظر قابلیت ساخت یا قابلیت اطمینان یک چالش باشند.[۳۲]
DPAK (TO-252, SOT-428): بستهبندی گسسته. توسط موتورولا برای قراردادن افزارههایی با توان بالاتر توسعه یافته است. در سه نسخه[۶۳] یا پنجپایانه[۶۴] عرضه میشود.
D2PAK (TO-263, SOT-404): بزرگتر از DPAK. اساساً معادل نصبسطحی بسته تمامسوراخ TO220. در نسخههای ۳، ۵، ۶، ۷، ۸ یا ۹ پایانهای عرضه میشود.[۶۵]
بستهتخت چارطرفه متریک (MQFP): یک بسته QFP با توزیع پین متریک
بستهتخت چارطرفه نازک (TQFP)، یک نسخه نازکتر از LQFP
بدونپایه تخت چهارطرفه (QFN): ردپایه کوچکتر از معادل پایهدار
حامل تراشه بدونپایه (LCC): اتصالها به صورت عمودی برای لحیمکاری «فتیلهای» فرورفته اند. رایج در الکترونیک هوانوردی به دلیل استحکام در برابر ارتعاش مکانیکی.
بسته ریز قابپایه (MLP، MLF): با ۰٫۵ سطح تماس میلیمتر، بدونپایه (همان QFN)
بدونپایه تخت چارطرفه قدرت (PQFN): دارای پَددایها روباز برای گرماگیرسازی
آرایههای مشبک
آرایه مشبکتوپی (BGA): آرایه مربع یا مستطیل شکل از توپیهای لحیمکاری روی یک سطح، با فاصله توپ معمولاً ۱٫۲۷ میلیمتر (۰٫۰۵۰ اینچ)
آرایه مشبک توپی ریزگام (FBGA): آرایه مربع یا مستطیل شکل از توپیهای لحیمکاری روی یک سطح
آرایه مشبک توپی ریزگام (LFBGA): آرایهای مربع یا مستطیل شکل از توپیهای لحیمکاری روی یک سطح، با فاصله توپی معمولاً ۰٫۸ میلیمتر
آرایه مشبک توپی ریزگام نازک (TFBGA): آرایه مربع یا مستطیل شکل از توپیهای لحیمکاری روی یک سطح، با فاصله توپی معمولاً ۰٫۵ میلیمتر
آرایه مشبک کفه (LGA): تنها آرایه ای از کفههای بدونروپوش. از نظر ظاهری شبیه به QFN است، اما جفتسازی با پینهای فنری در سوکت به جای لحیمکاری انجام میشود.
آرایه مشبک ستونی (CGA): بسته مداری که در آن نقاط ورودی و خروجی استوانهها یا ستونهای لحیمکاری با دمای بالا هستند که به صورت مشبک چیده شدهاند.
آرایه مشبک ستونی سرامیکی (CCGA): یک بسته مداری که در آن نقاط ورودی و خروجی استوانهها یا ستونهای لحیمکاری با دمای بالا هستند که به صورت مشبک چیده شدهاند. بدنه قطعه سرامیکی است.
اگرچه این افزارهها نصبسطحیاند، اما برای مونتاژ نیاز به فرایند خاصی دارند.
تراشه روی برد (COB)، یک تراشه سیلیکونی بدونروپوش، که معمولاً یک مدار مجتمع است، بدون بسته (که معمولاً یک قاب پایه است که با اپوکسی فراقالبسازی شده است) عرضه میشود و اغلب با اپوکسی مستقیماً به یک برد مدار متصل میشود. . سپس تراشه با سیم به هم متصل میشود و از آسیب مکانیکی و آلودگی توسط یک اپوکسی «قطرهکوچکبالایی» محافظت میشود.
تراشه روی سیمخمشو (COF)، نوعی از COB، که در آن یک تراشه مستقیماً بر روی یک مدار انعطافپذیر نصب میشود. فرایند بندزنی خودکار نواری نیز یک فرایند تراشه روی سیمخمشو است.
تراشه روی شیشه (COG)، نوعی از COB، که در آن یک تراشه، معمولاً کنترلکننده نمایشگر کریستال مایع (LCD) مستقیماً روی شیشه نصب میشود.
تراشه روی سیم (COW)، نوعی از COB، که در آن یک تراشه، معمولاً یک تراشه LED یا RFID، مستقیماً روی سیم نصب میشود، بنابراین آن را به یک سیم بسیار نازک و انعطافپذیر تبدیل میکند. چنین سیمی ممکن است با پنبه، شیشه یا مواد دیگر پوشانده شود تا به منسوجات هوشمند یا منسوجات الکترونیکی تبدیل شود.
اغلب تغییرات ظریفی در جزئیات بستهبندی از سازنده ای به سازنده دیگر وجود دارد، و حتی اگر از نامگذاریهای استاندارد استفاده میشود، طراحان باید ابعاد را هنگام چیدمان بردهای مدار چاپی تأیید کنند.