BEHUIZINGEN en PIN-OR¤ENTATIE van IC's en Chips

Behuizingen voor IC's zijn meestal uitgevoerd in omhullingen met 1 ( single row ) of 2 ( dual row ) rij(en) aansluit-pinnen.
silbeh.png diltek.png
Op de afbeelding links hierboven 1 rij pinnen en op de afbeelding rechts hierboven een tekening met 2 rijen pinnen.

Behuizingen voor CHIP's worden meestal uitgevoerd in omhullingen met 4 ( quad row ) rijen aansluit-pinnen of grid array- ( een raster gevuld met pinnen).
tqfp.png pga.png
Op de afbeelding links hierboven 4 rijen pinnen en op de afbeelding rechts hierboven een grid array met pinnen.

Omdat het merendeel van de op finimuis.nl gebruikte IC's typen met 2 rijen pinnen zijn, zal bij dat gedeelte een heldere uitleg van de or´entatie en pin-volgorde worden gegeven.


De IC's met 1 rij pinnen

SIL / SIPP

sil.png
Hierboven de afbeelding van een SIL-behuizing, herkenbaar aan 1 rij pinnen. Deze behuizing is ook in gebruik bij Transistor-, Diode- of Weerstand-arrys maar wordt bij IC's bijvoorbeeld toegepast voor Audio-versterker-modules en RAM-geheugenchips.
Sommige IC's welke weinig pin-bezetting hebben, maar die een ingebouwd en naar buiten uitstekend koelelement vereisen zijn in eveneens in SIL (soms met verspringende pinnen) uitgevoerd.

Voor de pin-or´entatie telt men bij SIL / SIPP van links naar rechts. Hierbij zijn de pinnen naar beneden gericht, wanneer u tegen de behuizing met codering aankijkt.
Over het algemeen is de linkerkant pin 1, gemarkeerd met een stip, een inkeping, een afgeschuinde hoek of iets dergelijks. In de datasheet van de fabrikant geeft men de pin-volgorde eveneens aan.
silp.png
Op de afbeelding hierboven, heb ik de zwart ronde inkeping voorzien van een rode ring. Zoals u ziet zit de inkeping ter hoogte van pin 2 dat kan omdat niet pin 1 maar de linkerkant van het IC aangegeven moet worden. U begint vanaf de meest linkse pin te tellen naar rechts.

De IC's met 2 rijen pinnen

DIL / DIP

Fabrikanten mogen zelf bepalen hoe de pin-volgorde uitgevoerd worden. Gelukkig zijn voor diverse typen behuizingen afspraken gemaak aangaande afmetingen en de pin-volgorde bij IC's , welke redelijk worden gehanteerd.
Raadpleeg daarom altijd het datasheet van een IC, om nare verassingen te voorkomen.

Omdat het allemaal steeds minder ruimte moet innemen op de printplaat, zijn de behuizingen steeds kleiner geworden met name voor de Surface Mounted Device vaak (SMD genoemd) uitvoeringen.

Gelukkig bestaat internet, en geven veel leveranciers van IC's online aan, welke behuizing er kan worden geleverd.

In de micro-elektronica, is een lange tijd Dual In Line afgekort tot DIL of DIP , danwel een Dual In-line Pin Package afgekort tot DIPP een veel gebruikte behuizing. Vandaag de dag zijn nog veel IC's verkrijgbaar in een DIL-behuizing, echter ook steeds vaker in behuizingen voor Surface Mounted Device waarover verderop meer.

DIL8.png
Op de afbeelding hierboven, ziet u een rechthoekige omhulling en twee parallel lopenden rijen met electrische verbindings pinnen. Gezamelijk omvat dit de behuizing.
Deze pinnen kunnen door de gaten in de printplaat worden gestoken om rechtstreeks te solderen of u kunt gebruik maken van een IC-voet.
icvoet.png
Zoals u hierboven kunt zien, zijn voeten standaard leverbaar van 6(2x3) tot 40 (2x20) pinnen
.
De voet zelf moet worden geslodeerd op de printplaat, waarna u het IC er relatief eenvoudig in kunt duwen. Het grote voordeel is dat een eventeel defect IC gemakkelijk kan worden vervangen zonder te solderen door een andere. Nadeel is dat er meer ruimte ingenomen gaat worden.

Naarmate er grotere ge´ntegreerde schakelingen beschikbaar kwamen, ontstond het probleem aan dat er meer pinnen naar buiten moesten kunnen worden gevoerd dan mogelijk met de op dat moment beschikbare DIL of DIP-type behuizingen.

Dit heeft geresulteerd, in de ontwikkeling van hogere dichtheid behuizing. Verdergaande rechthoekige en vierkante behuizingen maakten het gemakkelijker om schakelingen te plaatsen.

In de elektronica, wordt veelal in het geval van een DIL-behuizing gesproken over een DILn. De letter achter DIL, is altijd een cijfer/getal welke het aantal totale pinnen aan zal duiden.
Voorbeeld: een DIL16 heeft in totaal 16 pinnen, welke zijn verdeeld in 2 rijen van 8 pinnen. Op finimuis.nl is deze schrijfwijze in de componentenlijst ook van toepassing.

Uiteindelijk zijn er op de markt DIL / DIP-behuizingen verschenen van 2 tot 64 pinnen.

De DIL / DIP techniek, wordt ook toegepast bij sommige analoge elektronica. Denk hierbij aan een transistor-array, een DIP-schakelaar of DIP-connectoren voor flatcables om te gebruiken met standaard IC-voeten.

DIL / DIP-behuizingen zijn meestal gemaakt van een ondoorzichtige gegoten epoxy plastic welke om een tin-, zilver-, of goud-- bedraad frame is gegoten welke de schakeling(en) bevat en de aansluitingen naar buiten heeft in de vorm van pinnen.

Sommige types van een IC zijn gemaakt in een DIL / DIP Keramiek behuizing, vooral wanneer het IC bloot moet staan aan hoge temperaturen danwel dat betrouwbaarheid erg belangrijk is.

Pin nummering en or´entatie

dil16.png
Wanneer u een SN74LS279AN-IC aanschaft, krijgt u een component zoals op bovenstaande afbeelding in handen.
Uit het schema wat u heeft om een bepaalde elektronische schakeling te bouwen, is het u duidelijk geworden dat het IC 16 pinnen moet hebben.
U ziet een stuk zwart plastic, met daarop de goede codering en u telt aan iedere kant 8 uitstekende pinnen.

Tot zo ver klopt het, maar wat u nu pin 1 en bijvoorbeeld pin 11.
Voor de pin volgorde van IC's is een standaard gemaakt, en is afgesproken dat er een inkeping zichtbaar moet zijn voor de or´entatie.

pinnum.png pinnum1.png pinnum2.png
Vastgelegd in de standaard is:
  • Een IC heeft een verdiept halfrond lopende inkeping.
  • Pin 1 is altijd de eerste pin linksboven waarbij de inkeping gezien (vanaf het bovenaanzicht IC (pinnen wijzen omlaag) naar boven wijst.
  • De telling van de pinnen loopt altijd de klok in.

  • Op de hierboven naast elkaar geplaatste afbeeldingen, ziet u geheel links het bovenaanzicht van het IC met alleen de inkeping. De gele pijl geeft de tegen de klok in telwijze aan.
    Pin 1 is dus linksboven en pin 11 is rechts (3e van onderen) geplaatst.
    Op de middelste van de drie afbeeldingen is een witte markeerlijn geplaatst, om de inkeping te verduidelijken.
    Op de rechter afbeelding is een witte(of gekleurde) stip geplaatst bij pin 1.

    Hieronder ziet u drie afbeelding van IC met de hierboven genoemde markeringen, echter dan met de inkeping naar links wijzend:
    sn123.png sn123a.png sn123b.png

    Op de linker afbeelding ziet u een IC waarbij verwarring aangaande de inkeping zou kunnen ontstaan.

    sn7445n.png
    Hierboven is de eventuele verwarring beter zichtbaar. Rechts ziet u namelijk een rond punt welke uit het fabrikage proces achterblijft.
    De inkeping moet altijd vanaf de buitenrand naar binnen lopen (zoals u links op de afbeelding kunt zien.

    Ik ga er van uit dat u met bovenstaande informatie, een IC kunt herkennen en de wijze van pin-nummering kunt "lezen".

    QIL / QIP

    QIP.jpg

    De hierboven geplaatste afbeelding van een QIP / QIL-behuizing, heeft dezelfde afmetingen als DIL / DIP echter zijn de pinnenaan iedere kant in een verspringende-opstelling geplaatst.
    Daardoor zijn via het bovenaanzicht 4 rijen pinnen zichtbaar. In werkelijkheid zijn het echter 2 rijen net zo als bij DIL / DIP , maar dan verspringend.

    Het QIL / QIP-ontwerp vergroot de ruimte tussen de pinnen zonder de behuizing te vergroten. Dit heeft twee voordelen:
  • Een betrouwbare soldering is het resultaat
  • Zonder problemen een koperspoor tussen twee pinnen door te laten lopen

  • Het laatste voordeel, was in de jaren 70 en 80 een uitkomst omdat de meeste printplaten als enkelzijdig (aan ÚÚn zijde koperbanen) waren ontworpen.

    QIPpin.png

    Sommige QIL / QID-behuizingen bezitten een naar buiten uitgevoerde koelplaat en eventueel bestigingsgaten, om groter koelvlak via de apparaat-behuizing te bewerkstelligen.
    Zoals het HA1306W IC waarvan u hieronder een afbeelding ziet.
    ha1306.jpg
    De verspringende pinnen zijn hier goed zichtbaar
    .
    Omdat de verspringende pinnen van deze behuizing relatief zwak zijn (ten opzichte van DIL / DIP is deze behuizing relatief snel uit productie genomen.

    Wellicht denkt u bij de voorgaande twee behuizingen dat het 4-rijen pinnen betreft, dat lijkt echter zo vanwege het verspringen van de pinnen. De pinnen zitten aan twee zijden van het IC en niet aan alle 4 kanten, vandaar dat het 2-rijen met pinnen zijn.

    QUIP

    Intel en 3M ontwikkelden de Keramische pinloze Quad in-line behuizing (QUIP genaamd, welke in 1979 op de markt kwam.
    Het was in gebruik door Intel voor de iAPX 432 microprocessor chip set, en door Zilog voor de Z8-02 microcontroller.
    Deze QUIP-behuizing is de voorloper van de huidige Suface Mounting Technic SMT / SMD behuizingen.
    QUIP.png
    Links op bovenstaande afbeelding staat de door Intel en rechts de door 3M op de markt gebrachte QUIP-behuizing.
    .
    Deze in QUIP-behuizing uitgevoerde IC's moeten in een voet worden geplaatst, en geborgd met een vastzet-kap.
    De voet moet op de printplaat worden gesoldeerd, waarna het IC op de voet gelegd moet worden (de voet heeft twee verhoogde punten in het midden, om foutief plaatsen uit te sluiten)
    De vastzet-kap klikt verend vast onder de voet, waardoor het IC geborgd is en een goede elektrische verbinding met de printplaat maakt.
    QUIPVOET.png
    De tekening hierboven geeft de plaatsing van een IC in QUIP-behuizing weer.
    Ook bij de twee hierboven beschreven behuizingen zitten de contacten aan twee zijden van het IC vandaar dat ook deze onder de noemer 2-rijen met pinnen vallen.


    Alvorens tot de uitvoeringen met 4-rijen pinnen over te gaan, zal eerst uitleg volgen aangaande SMD en een stuk verderop over het solderen hiervan.
    Dit is nodig, omdat er binnen de SMD-uitvoeringen diverse typen zijn welke gebruik maken van 2-rijen pinnen.

    Wat is SMD

    SMD is de afkorting van Surface Mount Device hetgeen moderne elektronische componenten omvat die op ÚÚn kant van de print zowel gemonteerd als gesoldeerd worden.

    De componenten hebben geen pinnen die door de print moeten worden gestoken om te kunnen solderen. Dit levert twee voordelen op:
  • De pinnen zijn veel korter, waardoor deze minder snel verbuigen, en de hoogte op de print aanzienlijk afneemt.
  • Er kunnen hierdoor aan beide kanten van de printplaat koperlagen worden gelegd en componenten geplaatst, waardoor de printplaat-afmeting kleiner kan zijn.
  • 2smd.png

    Links op de afbeelding bovenkant printplaat met een IC, weerstand en condensator allen in SMD-uitvoering. Rechts op de afbeelding onderkant printplaat welke eveneens is voorzien van koperbanen en aansluitpunten. De boven- en onderkant-printplaat hebben elektrisch geen verbinding, met uitzondering van de gaten B. G , +, R hier komen namelijk printpinnen in welke aan twee kanten gesoldeerd worden. Hierdoor ontstaan en 4 aansluiting waarvan beide printplaat kanten gebruik maken.

    2-rijen SOIC behuizing

    Deze behuizing kan worden toegepast bij IC's van 8 tot en met 54 pinnen.
    soic.png
    Hierboven staat een veel gebruikte SMD-behuizing van het type Small Outline Integrated Circuit (SOIC-N).
    De N staat voor "Narrow" (smal). De SOIC-N behuizing is in gebruik voor IC's tot en met 16 pinnen.

    De SOIC-behuizing, heeft vanaf 16 pinnen een tweetal extra varianten, namelijk:
  • SOIC-W, de "Wide"-variant waarbij de behuizing breder is dan de reguliere "Narrow" (smalle) uitvoering.
  • SOIC-W-EP, de "Exposed"-variant waarbij de interne poorten lager in de behuizing zijn geplaatst om zodoende een 1,5 keer grotere warmte dissipatie heeft.
  • >/center>
    SOICWEP.png
    Op de tekening hierboven, is het verschil tussen SOIC / SOICW en SOICWEP duidelijk zichtbaar, aangaande warmte dissipatie.

    SOICoverzicht.png
    Op de afbeelding hierboven, zijn de verschillende SOIC behuizingen weergegeven.
    Zoals u op de afbeelding kunt zijn staat vanaf SOIC-32W de tekst (Fine Pitch) aangegeven, dit geeft aan dat de afstand tussen twee pinnen (hart tot hart) 0,65 millimeter is. Normaal is dit 1,27 millimeter.

    De SOIC-W-EP met 54 pinnen uitvoering, kan naast de (Fine Pitch) ook een Tooth Gap bezitten. Dit betekent dat pin 17 niet aanwezig is.

    Het or´entatie-punt voor de pin volgorde is over het algemeen aangeven via een gekleurde stip ter hoogte van pin 1.


    De aanduiding in de component-lijst voor SOIC behuizingen is vergelijkbaar met DIL / DIP behuizingen, namelijk: SOIC 14 geeft aan dat het een IC met 14 pinnen betreft.

    soicafm.png

    De tekening hierboven geeft in combinatie met de tabel hieronder de afmetingen van de SOIC-behuizing weer.

    Behuizing Pinnen Pitch (P) Breedte (W) Hoogte (H) Lengte (L)
    notatie aantal in millimeter in millimeter in millimeter in millimeter
    SOIC 8N 8 1,27 3.9 1,75 4,9
    SOIC 14N 14 1,27 3,9 1,75 8,6
    SOIC 16N 16 1,27 3,9 1,75 9,9
    SOIC 16W 16 1,27 7,5 2,65 10,3
    SOIC 20W 20 1,27 7.5 2,65 12,8
    SOIC 24W 24 1,27 7,5 2,65 15,4
    SOIC 28W 28 1,27 7,5 2,65 17,9
    SOIC 32W 32 0,65 7,5 2,65 11
    SOIC 54W 54 0,65 7,5 2,45 17,9


    SMD uitgevoerd in SOIC behuizing solderen

    Er zijn twee manieren voor het solderen, namelijk de "gewone" (soldeerbout met soldeertin) en de "reflow" (verhitting met soldeerpasta).

    De "reflow"-manier maakt gebruik van een SMD-oven, waarin de print "gebakken" moet worden nadat alle componenten en soldeerpasta is geplaatst op de print.
    Vaak worden de componenten met een drupje lijm vastgezet, waarna deze na droging niet kunnen verschuiven bij plaatsen in de SMD-oven.
    reflowoven.png
    Hierboven een afbeelding van een Reflow oven welke geschikt is voor printplaten van 300 x 320 millimeter.
    Via internet zijn YouTube-filmpjes te bekijken, waarin een "reflow"-manier duidelijk zal worden.

    Omdat op Finimuis.nl over het algemeen schakelingen staan waarbij de SOIC- behuizingen met Fine Pitch niet zullen worden gebruikt, zal er verder over de "reflow"-manier geen uitleg worden gegeven.

    Hieronder volgt in een paar stappen het solderen van SOIC op de "gewone" manier, met als laatste enige veel voorkomende fouten.

    Zoals eerder aangegeven hebben SOIC-Narrow en SOIC-Wide behuizingen een Pitch- afstand van 1,27 millimeter, waardoor solderen met een fijnepuntige-soldeerbout goed mogelijk is.

    De beste methode, is om de SOIC-behuizing met 1 pin te "kleven", daarna eventueel te richten, dan alle pinnen solderen en eventueel overtollig soldder weg te zuigen met Tin-Litze of iets dergelijkt.

    soicsol1.png
    Breng als eerste wat soldeertin aan op 1 van de soldeer-eilanden op de print waar het component moet komen.
    (opmerking) hier is eigenlijk wat te veel soldeertin aangebracht, gebruik een zo dun mogelijke soldeertin.
    Hou de soldeerbout heel kort op het soldeer-eiland, omdat deze snel kunnen loslaten van de Expoy-printplaat.

    soicsol2.png
    Plaats de behuizing met een goed pincet, en zorg dat de behuizing zo dicht mogelijk tegen de printplaat ligt voordat de soldeerbout weggenomen gaat worden.
    De behuizing is nu "gekleefd" en kan eventueel goed gericht worden. Gebruik hiervoor een goed vergrootglas om te zien of alle pins keurig in het midden van de soldeer-eilanden zitten.

    soicsol3.png
    Als alles goed zit kunt u de overige pinnen solderen, waarbij u begint met de andere hoek dan de "kleef" soldering. Hiermee minimaliseerd u verschuiven tijdens het solderen.
    Let op, gebruik niet te veel soldeertin (weghalen is mogelijk), maar voorkomen is beter.

    soicsol4.png
    Wanneer u alles heeft gesoldeer, voert u een contro met een vergrootglas uit. Wanneer alles goed is. Is hiermee een SOIC-behuizing netjes geplaatst.

    Hieronder volgen een drietal veel voorkomen soldeer-fouten bij SOIC- behuizing solderen.
    soicfout1.png
    Hierboven een veel voorkomende fout, vanwege te veel soldeertin komen pinnen tegen elkaar.
    Deze fout is op te lossen door het overtollige met een tinzuiger of Tin-Litze weg te halen met behulp van een goed vergrootglas.

    soicfout2.png
    Bovenstaande fout, komt omdat de print waarop het component moet komen vreemde materialen bevat waardoor de behuizing niet 100% vlak op de printplaat ligt.
    Als gevolg hiervan is de soldeerverbinding bij ÚÚn of meerdere pinnen weggevloeid, waardoor er een slechte of geen verbinding is.
    Zorg voor een 100 % schone printplaat zonder oneffenheden.

    soicfout3.png
    De laatste voorkomende fout is te weinig soldeertin, waardoor de soldeer-eilenden niet volledig zijn doorgevloeid en een swakke verbinding het gevolg is.

    Tot zover het gedeelte over de SOIC-behuizing.

    De overige behuizingen met 2 rijen pinnen

    Deze behuizingen voor IC's / Chips worden kort benoemd, waarbij er een afbeelding geplaatst zal worden.
    Bovenstaande komt vanwege het minder vaak voorkomen en gebruik hiervan in de schakelingen op Finimuis.nl

    SOP

    sop.png
    De Small Outline Package omhulling welke tot SOP is afgekort, is een versmalde uitvoering van de SOIC- versie.
    De Pitch-breedte is smaller dan bij een gewone SOIC-behuizing, hetgeen "gewoon solderen" lastiger maakt.

    SOJ

    soj.png
    De Small outline J-pin omhulling welke tot SOJ is afgekort, is een SOIC- versie met J-type pins
    (op de afbeelding is de "J"-vorm goed te zien) in plaats van de gebogen "Z"-vorm bij een gewone SOIC-behuizing.

    PSOP

    psop.png
    Deze Power Small Outline Package omhulling welke tot PSOP is afgekort, is een SOIC- variant met een intern meegegoten koelplaat voor het afvoeren van de warmte.
    Op de afbeelding is dit goed te zien (rechtsonder).

    TSOP

    tsop.png
    Deze Thin Small Outline Package omhulling welke tot TSOP is afgekort, is een extra dunne SOIC- variant, welke in twee types bestaat.
    Op de afbeelding is links Type-1 te zien, dit type heeft de pinnen aan de korte zijden. Rechts op de afbeelding Type-2 TSOP heeft de pinnen aan de lange zijde.


    De CHIP's met 4 rijen pinnen

    tqfpa.png
    Op de afbeelding hierboven een Microchip met 4 rijen pinnen. in een

    Aangezien dar er voor de chip's met 4-rijen pinnen behoorlijk veel verschillende uitvoerigen zijn, denk hierbij aan:
  • een standaard TFQP-behuizing.
  • een standaard TFOP-behuizing met versmalde pin-afstand.
  • een dunne TFQP-behuizing.
  • een dunne TFQP-behuizing met versmalde pin-afstand.
  • een extra dunne TFQP-behuizing.
  • een extra dunne TFQP-behuizing met versmalde pin-afstand.

  • daarnaast zijn er ook nog PLCC, LQFP, MQFP en andere behuizingen.
    en omdat dit soort Chip's minimaal op finimuis.nl worden toegepast, is hieronder een link geplaatst waar u een fraai overzicht in PDF-formaat kunt zien.
    Klik hier voor een behuizingen overzicht van Cirrus Logic
    Het behuizingen-overzicht welke de link weergeeft, omvat behuizingen van 8 tot 256 pinnen.

    De SEGA-chip waarvan hieronder een afbeelding is weergegeven, bezit over 4-kanten verdeeld 304 pinnen.
    304qfp.png
    Laatste update : 19 augustus 2016

    Terug naar Component informatie
    Terug naar Startpagina
    Email aan Finimuis.nl