סקירה כללית של SOIC: מבנה, יישומים והרכבה

המעגל המשולב הקטן (SOIC) הוא חבילת שבבים קומפקטית המשמשת במכשירים אלקטרוניים רבים. הוא תופס פחות מקום מאשר מארזים ישנים יותר ועובד היטב עם הרכבה משטחית. SOICs נמצאים בגדלים, סוגים ושימושים שונים בתחומים רבים. מאמר זה מסביר בפירוט את התכונות של SOIC, הגרסאות, הביצועים, הפריסה ועוד.

ג1. SOIC - סקירה

ג2. יישומים של חבילות SOIC

ג3. גרסאות SOIC וההבדלים שלהן

ג4. תקינה SOIC

ג5. ביצועים תרמיים וחשמליים של SOIC

ג6. טיפים לפריסת PCB SOIC

ג7. טיפים להרכבה והלחמה של SOIC

ג8. אמינות SOIC והפחתת כשלים

ג9. מבנה ומידות חבילת SOIC

ג10. מסקנה

שאלות נפוצות 

סקירה כללית של SOIC

המעגל המשולב המתאר הקטן (SOIC) הוא סוג של חבילת שבבים המשמשת במכשירים אלקטרוניים רבים. הוא עשוי להיות קטן ודק יותר מסוגים ישנים יותר כמו ה-DIP (Dual Inline Package), מה שעוזר לחסוך מקום במעגלים. SOICs מתוכננים לשבת שטוח על פני הלוח, מה שאומר שהם נהדרים עבור מכשירים שצריכים להיות קומפקטיים. רגלי המתכת, הנקראות מובילים, בולטות מהצדדים כמו חוטים מכופפים קטנים ומקלות על המכונות למקם ולהלחם אותן במהלך הייצור. שבבים אלה מגיעים בגדלים שונים ובספירת פינים, בהתאם למה שהמעגל צריך. הם גם עוזרים לשמור על סדר ולשפר את מידת היכולת של המכשיר להתמודד עם חום וחשמל. בגלל כל היתרונות הללו, SOICs משמשים כיום באלקטרוניקה. 

יישומים של חבילות SOIC

מוצרי אלקטרוניקה

SOIC משמשים בשבבי אודיו, התקני זיכרון ומנהלי התקני תצוגה. גודלם הקטן חוסך מקום בלוח ותומך בתכני מוצרים קומפקטיים. 

מערכות משובצות

מארזים אלה נפוצים במיקרו-בקרים ובמעגלים-משולבים (IC) של ממשקים. הם קלים להרכבה ומשתלבים היטב בלוחות בקרה קטנים. 

אלקטרוניקה לרכב

SOIC משמשים בבקרי מנוע, חיישנים ומווסתי כוח. הם מתמודדים היטב עם חום ורעידות בסביבות רכב. 

אוטומציה תעשייתית

בשימוש בדוחפי מנועים ובמודולי בקרה, SOIC תומכים בפעולה יציבה וארוכת טווח. הם עוזרים לחסוך מקום PCB במערכות תעשייתיות. 

התקני תקשורת

SOIC נמצאים במודמים, מקמ"שים ומעגלי רשת. הם מציעים ביצועי אותות אמינים בתכנים קומפקטיים. 

גרסאות SOIC וההבדלים ביניהם  

SOIC-N (סוג צר)

ה- SOIC-N היא הגרסה הנפוצה ביותר של חבילת המעגלים המשולבים של מתאר קטן. יש לו רוחב גוף סטנדרטי של 3.9 מ"מ והוא נמצא בשימוש נרחב במעגלים לשימוש כללי. הוא מציע איזון טוב של גודל, עמידות וקלות הלחמה, מה שהופך אותו למתאים עבור רוב התכנים להרכבה משטחית. 

SOIC-W (סוג רחב)

לגרסת SOIC-W גוף רחב יותר, 7.5 מ"מ. הרוחב הנוסף מאפשר יותר מקום פנימי, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור מעגלים-משולבים (IC) הדורשים תבניות סיליקון גדולות יותר או בידוד מתח טוב יותר. הוא מציע גם פיזור חום משופר. 

SOJ (מתאר קטן J-Lead)

למארזי SOJ יש מוליכים בצורת J המתקפלים מתחת לגוף המעגל-המשולב. עיצוב זה הופך אותם לקומפקטיים יותר אך קשים יותר לבדיקה לאחר ההלחמה. הם נמצאים בשימוש נפוץ במודולי זיכרון. 

MSOP (חבילת מתאר מיני קטנה)

ה-MSOP הוא גרסה ממוזערת של ה-SOIC, המציעה חתימת-שטח קטנה יותר וגובה נמוך יותר. הוא אידיאלי עבור אלקטרוניקה נישאת וכף יד שבה שטח הלוח מוגבל. 

HSOP (חבילת מתאר קטנה של גוף קירור)

מארזי HSOP כוללים פד תרמי חשוף המשפר את העברת החום ללוח ה- PCB. זה הופך אותם למתאימים עבור מעגלים-משולבים (IC) כוח ומעגלי נהג המייצרים יותר חום. 

סטנדרטיזציה של SOIC

ביצועים תרמיים וחשמליים של SOIC

טיפים לפריסת PCB SOIC

התאם את גודל הכרית למידות העופרת

ודא שהאורך והרוחב של רפידת ה-PCB תואמים באופן הדוק לגודל מוליך-כנף השחף של ה-SOIC. זה מקדם היווצרות תקינה של מפרקי הלחמה ויציבות מכנית במהלך הלחמת Reflow. רפידות קטנות מדי או גדולות מדי עלולות לגרום למפרקים חלשים או לפגמים בהלחמה.

השתמש ברפידות המוגדרות על ידי מסכת הלחמה

הגדרת רפידות עם גבולות מסיכת הלחמה מסייעת במניעת גישור הלחמה בין פינים, במיוחד עבור רכיבי SOIC עם פסיעה עדינה. זה משפר את בקרת זרימת ההלחמה ומגדיל את התפוקה במהלך ייצור בנפח גבוה.

אפשר פילה הלחמה בצידי העופרת

תכנן את פריסת הרפידה כך שתאפשר פילה הלחמה גלויה בצידי מובילי SOIC. פילטים אלה משפרים את חוזק המפרקים ומקלים על בדיקה חזותית, מה שמקל על זיהוי הלחמה לקויה במהלך בדיקות איכות.

הימנע ממסכת הלחמה בין סיכות

השארת מסכת הלחמה מינימלית או ללא מסכת הלחמה בין הפינים מפחיתה את הסיכון לסקילת קברים ולהרטבת הלחמה לא אחידה. זה גם מאפשר פיזור טוב יותר של משחת הלחמה על פני המוליכים.

הוסף דרכים תרמיות לרפידות חשופות

אם גרסת ה-SOIC כוללת פד תרמי חשוף, הוסף מספר דרכים מתחת לרפידה כדי לסייע בפיזור החום לשכבות הנחושת הפנימיות או למישור ההארקה. זה משפר את הביצועים התרמיים ביישומי הספקת-כוח.

פעל לפי הנחיות IPC-7351B

השתמש בתקני IPC-7351B כדי לבחור את רמת צפיפות דפוס הקרקע הנכונה:

• רמה א': ללוחות בצפיפות נמוכה

• רמה B: לביצועים מאוזנים ויכולת ייצור

• רמה C: לפריסות בצפיפות גבוהה

טיפים להרכבה והלחמה של SOIC

יישום משחת הלחמה

השתמש בשבלונה מנירוסטה בעובי של 100 - 120 מיקרומטר כדי למרוח משחת הלחמה באופן שווה על כל רפידות ה- SOIC. נפח הדבקה עקבי מבטיח חיבורי הלחמה חזקים ואחידים תוך מזעור הסיכון לגישור הלחמה או פינים פתוחים.

פרופיל הלחמה חוזרת

שמור על טמפרטורת זרימה חוזרת שיא של 240 - 245 מעלות צלזיוס. עקוב תמיד אחר הפרופיל התרמי המומלץ של IC, כולל חימום מוקדם, השרייה, זרימה מחדש וקירור מתאימיםtags. זה מונע נזק לרכיבים ומבטיח היווצרות מפרקים אמינה.

הלחמה ידנית

ניתן להלחין ידנית את רכיבי SOIC באמצעות מלחם קצה עדין וחוט הלחמה של 0.5 מ"מ. שמור על הקצה נקי והשתמש בחום בינוני ליצירת מפרקים חלקים. שיטה זו מתאימה ליצירת אב טיפוס או הרכבה בנפח נמוך כאשר זרימה חוזרת אינה זמינה.

בדיקה

לאחר ההלחמה, בדוק את המפרקים באמצעות מיקרוסקופ אופטי או מערכת AOI. בדוק אם יש פילה צד מעוצב היטב, כיסוי הלחמה אחיד והיעדר מכנסיים קצרים או מפרקים קרים כדי לוודא את איכות ההרכבה.

עיבוד מחדש ותיקון

עיבוד מחדש של SOICs יכול להיעשות עם כלי אוויר חם או מלחם. הימנע מחימום ממושך מכיוון שהוא עלול לגרום לדלמינציה של PCB או להרמת רפידה. מרחו שטף וחום בזהירות כדי להסיר או להחליף את החלק מבלי לפגוע בלוח.

אמינות SOIC והפחתת כשלים

מבנה ומידות חבילת SOIC

סיכום

מארזי SOIC הם אמינים, חוסכים מקום ומתאימות למעגלים קטנים ומורכבים כאחד. עם סוגים שונים זמינים, הם מתאימים ליישומים רבים. ביצוע הנחיות הפריסה, ההלחמה והטיפול מסייע במניעת בעיות ומבטיח ביצועים טובים. הבנת גיליונות נתונים ותקנים תומכת גם בתכנון והרכבה טובים יותר.

שאלות נפוצות 

11.1. האם חבילות SOIC תואמות RoHS?

כן. רוב מארזי ה- SOIC המודרניים הם תואמי RoHS ומשתמשים בגימורים נטולי עופרת כמו בדיל מט או NiPdAu. אשר תמיד תאימות בגיליון הנתונים של הרכיבים.

11.2. האם ניתן להשתמש בשבבי SOIC למעגלים בתדר גבוה?

רק עד גבול מסוים. SOIC עובדים היטב עבור תדרים מתונים, אך השראות העופרת שלהם הופכת אותם לפחות מתאימים עבור תכני RF בתדר גבוה.

11.3. האם רכיבי SOIC זקוקים לתנאי אחסון מיוחדים?

כן. יש לשמור אותם באריזה יבשה ואטומה. אם הם נחשפים ללחות, ייתכן שיהיה צורך לאפות אותם לפני ההלחמה כדי למנוע נזק.

11.4. האם ניתן להלחין ידנית חלקי SOIC?

כן. פסיעת העופרת של 1.27 מ"מ שלהם הופכת אותם לקלים יותר להלחמה ידנית בהשוואה למעגלים-משולבים (IC) עם פסיעה עדינה.

11.5. איזו ספירת שכבות PCB עובדת הכי טוב עם חבילות SOIC?

SOICs עובדים על PCB דו-שכבתי ורב-שכבתי כאחד. לצרכים חשמליים או תרמיים, לוחות רב שכבתיים עם מישורי קרקע מתפקדים טוב יותר.

11.6. האם SOIC ו-SOP זהים?

כמעט. SOIC הוא המונח JEDEC, בעוד ש-SOP הוא שם חבילה דומה המשמש באסיה. לעתים קרובות הם ניתנים להחלפה אך עשויים להיות הבדלי גודל קלים.