Корпус интегральной микросхемы (ИМС) — герметичная несущая система и часть конструкции, предназначенная для защиты кристалла 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 — 2,5 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 1,27 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 меры по недопущению деформации корпуса. С одной стороны, должна обеспечиваться механическая прочность монтажа, гарантирующая устойчивость к механическим нагрузкам, с другой — определённая «гибкость» крепления, чтобы возможная в процессе нормальной эксплуатации деформация печатной платы не превысила допустимые пределы механической нагрузки на корпус ИМС, влекущей за собой различные 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.
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 негативных факторов окружающей среды на кристалл.
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
Самые ранние интегральные схемы упаковывались в плоские керамические корпуса. Такой тип корпусов широко используется военными из-за его надёжности и небольшого размера. Коммерческие микросхемы перешли к корпусам DIP (), сначала изготавливавшимися из керамики, а затем из пластика. В 1980-х годах количество контактов СБИС превысило возможности DIP корпусов, что привело к созданию корпусов PGA () и LCC (). В конце 80-х, с ростом популярности поверхностного монтажа, появляются корпуса SOIC (), имеющие на 30-50 % меньшую площадь чем DIP и на 70 % более тонкие и корпуса PLCC (). В 90-х начинается широкое использование plastic quad flat pack (PQFP) и TSOP () 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 (, разъём с матрицей контактных площадок).
Корпуса BGA () 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 перевёрнутом виде и соединяется с контактами корпуса через столбики (шарики) припоя. Монтаж методом перевёрнутого 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» (, SiP) или на общей подложке, часто керамической, так называемый MCM ().
Корпуса ИМС, производившихся 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 пределах основания, перпендикулярно ему, тип 4: прямоугольный с выводами за пределами основания, параллельно плоскости основания.
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 11 073.062-2001 (разработан ЦКБ Дейтон), с числом перепаек 2.
Цоколёвка ИМС советских и постсоветских лет выпуска часто совпадала со стандартом прототипов — функциональных аналогов серий 74 или 4000.
Чаще всего, массовые серии ИМС, производившиеся 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)
{| class="wikitable" |- ! Номер SOT !! Количество выводов !! Габариты корпуса, особенности |- | SOT1018-1 || 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 9 Ширина 4,5 мм, длина 23,8 мм, высота 12 мм, монтажная высота 17 мм, шаг выводов 2,54 мм SOT523-1 9 Ширина 2,5 мм, длина 13 мм, высота 14,5 мм, монтажная высота 21,4 мм, шаг выводов 1,27 мм SOT141-6 13 Ширина 4,5 мм, длина 23,8 мм, высота 12 мм, монтажная высота 17 мм, шаг выводов 1,7 мм SOT243-1 17 Ширина 4,5 мм, длина 23,8 мм, высота 12 мм, монтажная высота 17 мм, шаг выводов 1,27 мм SOT411-1 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 8 300 мил, плоский прямоугольный корпус (), 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 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 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 16 300 мил, короткий корпус, плоский прямоугольный корпус, ширина 0.25", длина 0.75", высота 0.17", шаг выводов 0.1" SOT146-1 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 20 Экстремально тонкий, без металлической стороны, ширина 2,5 мм, длина 4,5 мм, высота 0,5 мм, шаг выводов 0,5 мм SOT815-1 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) — английское название вентиляторного охладителя. Номер SOT Количество выводов Габариты корпуса, особенности SOT564-1 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 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 24 Низкопосадочная высота (), 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 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 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 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 60 Ширина 5 мм, длина 5 мм, высота 0,6 мм, шаг выводов 0,5 мм SOT1025-1 60 Ширина 4 мм, длина 5 мм, высота 0,6 мм, шаг выводов 0,5 мм
HVQFN (Heatsink Very-thin Quad Flat-pack, безвыводной)