En microelectrónica , un paquete dual en línea ( DIP o DIL ) [1] es un paquete de componentes electrónicos con una carcasa rectangular y dos filas paralelas de pines de conexión eléctrica. El paquete puede montarse a través de un orificio pasante en una placa de circuito impreso (PCB) o insertarse en un enchufe. El formato dual en línea fue inventado por Don Forbes, Rex Rice y Bryant Rogers en Fairchild R&D en 1964, [2] cuando el número restringido de cables disponibles en encapsulados circulares tipo transistor se convirtió en una limitación en el uso de circuitos integrados . [3] Los circuitos cada vez más complejos requerían más cables de señal y suministro de energía (como se observa en la regla de Rent ); Con el tiempo, los microprocesadores y dispositivos complejos similares requirieron más cables de los que se podían colocar en un paquete DIP, lo que llevó al desarrollo de portadores de chips de mayor densidad . Además, los paquetes cuadrados y rectangulares facilitaron el paso de pistas de circuitos impresos debajo de los paquetes.
Un DIP generalmente se denomina DIP n , donde n es el número total de pines. Por ejemplo, un paquete de microcircuitos con dos filas de siete cables verticales sería un DIP14. La fotografía de la parte superior derecha muestra tres circuitos integrados DIP14. Los paquetes comunes tienen desde tres hasta 64 clientes potenciales. Muchos tipos de circuitos integrados analógicos y digitales están disponibles en paquetes DIP, al igual que conjuntos de transistores, interruptores, diodos emisores de luz y resistencias. Los enchufes DIP para cables planos se pueden utilizar con enchufes IC estándar.
Los paquetes DIP generalmente están hechos de un plástico epoxi moldeado opaco presionado alrededor de un marco de plomo chapado en estaño, plata u oro que soporta la matriz del dispositivo y proporciona clavijas de conexión. Algunos tipos de CI se fabrican en paquetes DIP cerámicos, donde se requiere alta temperatura o alta confiabilidad, o donde el dispositivo tiene una ventana óptica hacia el interior del paquete. La mayoría de los paquetes DIP se fijan a una PCB insertando los pines a través de los orificios de la placa y soldándolos en su lugar. Cuando es necesario reemplazar las piezas, como en los dispositivos de prueba o cuando se deben retirar dispositivos programables para realizar cambios, se utiliza un conector DIP. Algunos enchufes incluyen un mecanismo de fuerza de inserción cero (ZIF).
Las variaciones del paquete DIP incluyen aquellos con una sola fila de pines, por ejemplo, una matriz de resistencias , que posiblemente incluya una pestaña de disipador de calor en lugar de la segunda fila de pines, y tipos con cuatro filas de pines, dos filas, escalonadas, en cada una. lado del paquete. Los paquetes DIP han sido desplazados en su mayoría por tipos de paquetes de montaje en superficie, que evitan el gasto de perforar agujeros en una PCB y permiten una mayor densidad de interconexiones.
Los DIP se utilizan comúnmente para circuitos integrados (CI). Otros dispositivos en paquetes DIP incluyen redes de resistencias, interruptores DIP , pantallas LED segmentadas y de gráficos de barras, y relés electromecánicos .
Los conectores DIP para cables planos son comunes en computadoras y otros equipos electrónicos.
Dallas Semiconductor fabricó módulos de reloj en tiempo real (RTC) DIP integrados que contenían un chip IC y una batería de litio no reemplazable de 10 años.
Se utilizaron bloques de cabezales DIP en los que se podían soldar componentes discretos cuando era necesario retirar fácilmente grupos de componentes para realizar cambios de configuración, funciones opcionales o calibración.
El paquete dual en línea original fue inventado por Bryant "Buck" Rogers en 1964 mientras trabajaba para Fairchild Semiconductor. Los primeros dispositivos tenían 14 pines y se parecían mucho a los actuales. [4] La forma rectangular permitió empaquetar los circuitos integrados de manera más densa que los paquetes redondos anteriores. [5] El paquete se adaptaba bien a equipos de montaje automatizados; una PCB podría llenarse con decenas o cientos de circuitos integrados, luego todos los componentes de la placa de circuito podrían soldarse al mismo tiempo en una máquina de soldadura por ola y pasarse a máquinas de prueba automatizadas, con muy poca mano de obra humana requerida. Los paquetes DIP todavía eran grandes con respecto a los circuitos integrados que contenían. A finales del siglo XX, los paquetes de montaje en superficie permitieron una mayor reducción del tamaño y peso de los sistemas. Los chips DIP siguen siendo populares para la creación de prototipos de circuitos en una placa debido a la facilidad con la que se pueden insertar y utilizar allí.
Los DIP fueron la corriente principal de la industria microelectrónica en los años 1970 y 1980. Su uso ha disminuido en la primera década del siglo XXI debido a los nuevos paquetes emergentes de tecnología de montaje en superficie (SMT), como el portador de chip con plomo de plástico (PLCC) y el circuito integrado de contorno pequeño (SOIC), aunque los DIP continuaron en uso extensivo. hasta la década de 1990, y todavía se sigue utilizando sustancialmente a medida que pasa el año 2011. Debido a que algunos chips modernos sólo están disponibles en tipos de paquetes de montaje en superficie, varias empresas venden varios adaptadores de creación de prototipos para permitir que esos dispositivos de montaje en superficie (SMD) se utilicen como dispositivos DIP con placas de pruebas con orificios pasantes y placas de prototipos soldadas (como tableros stripboard y perfboard ). (SMT puede plantear un gran problema, al menos un inconveniente, para la creación de prototipos en general; la mayoría de las características de SMT que son ventajas para la producción en masa son dificultades para la creación de prototipos).
Para dispositivos programables como EPROM y GAL , los DIP siguieron siendo populares durante muchos años debido a su fácil manejo con circuitos de programación externos (es decir, los dispositivos DIP se podían enchufar simplemente a un enchufe del dispositivo de programación). Sin embargo, con la programación en el sistema ( ISP) es ahora lo último en tecnología, esta ventaja de los DIP también está perdiendo importancia rápidamente.
Durante la década de 1990, los dispositivos con menos de 20 cables se fabricaban en formato DIP además de los formatos más nuevos. Desde aproximadamente el año 2000, los dispositivos más nuevos a menudo no están disponibles en formato DIP.
Los DIP se pueden montar mediante soldadura a través de orificios o en enchufes. Los enchufes permiten reemplazar fácilmente un dispositivo y eliminan el riesgo de daños por sobrecalentamiento durante la soldadura. Generalmente, los zócalos se usaban para circuitos integrados grandes o de alto valor, que costaban mucho más que el zócalo. Donde los dispositivos se insertarían y quitarían con frecuencia, como en equipos de prueba o programadores EPROM, se usaría un conector con fuerza de inserción cero .
Los DIP también se utilizan con placas de pruebas, una disposición de montaje temporal para educación, desarrollo de diseños o pruebas de dispositivos. Algunos aficionados, para construcciones únicas o prototipos permanentes, utilizan cableado punto a punto con DIP, y su apariencia cuando se invierten físicamente como parte de este método inspira el término informal "estilo de error muerto" para el método.
El cuerpo (carcasa) de un DIP que contiene un chip IC suele estar hecho de plástico o cerámica moldeado. Se prefiere la naturaleza hermética de una carcasa cerámica para dispositivos de confiabilidad extremadamente alta. Sin embargo, la gran mayoría de los DIP se fabrican mediante un proceso de moldeo termoestable en el que un compuesto de molde epoxi se calienta y se transfiere bajo presión para encapsular el dispositivo. Los ciclos de curado típicos para las resinas son de menos de 2 minutos y un solo ciclo puede producir cientos de dispositivos.
Los cables emergen de los lados más largos del paquete a lo largo de la costura, paralelos a los planos superior e inferior del paquete, y se doblan hacia abajo aproximadamente 90 grados (o un poco menos, dejándolos en ángulo ligeramente hacia afuera desde la línea central del cuerpo del paquete). . (El SOIC , el paquete SMT que más se parece a un DIP típico, parece esencialmente el mismo, independientemente de la escala de tamaño, excepto que después de doblarlos, los cables se doblan hacia arriba nuevamente en un ángulo igual para volverse paralelos al plano inferior del paquete. ) En los paquetes de cerámica (CERDIP), se utiliza un epoxi o lechada para sellar herméticamente las dos mitades, proporcionando un sello hermético al aire y la humedad para proteger el interior del chip IC . Los paquetes de plástico DIP (PDIP) generalmente se sellan fusionando o cementando las mitades de plástico alrededor de los cables, pero no se logra un alto grado de hermeticidad porque el plástico en sí suele ser algo poroso a la humedad y el proceso no puede garantizar un buen sellado microscópico entre los cables y el plástico en todos los puntos alrededor del perímetro. Sin embargo, los contaminantes generalmente se mantienen lo suficientemente bien afuera como para que el dispositivo pueda funcionar de manera confiable durante décadas con un cuidado razonable en un ambiente controlado.
Dentro del paquete, la mitad inferior tiene los cables incrustados y en el centro del paquete hay un espacio, cámara o vacío rectangular en el que se cementa la matriz del CI. Los conductores del paquete se extienden diagonalmente dentro del paquete desde sus posiciones de emergencia a lo largo de la periferia hasta puntos a lo largo de un perímetro rectangular que rodea la matriz, ahusándose a medida que avanzan para convertirse en contactos finos en la matriz. Se sueldan cables de unión ultrafinos (apenas visibles al ojo humano) entre estos contactos de la periferia del troquel y las almohadillas de unión en el propio troquel, conectando un cable a cada almohadilla de unión y realizando la conexión final entre los microcircuitos y los cables DIP externos. . Los cables de unión no suelen estar tensos, sino que se enrollan ligeramente hacia arriba para permitir la expansión térmica y la contracción de los materiales; Si un cable de unión simple se rompe o se desprende, todo el CI puede volverse inútil. La parte superior del paquete cubre todo este delicado conjunto sin aplastar los cables de conexión, protegiéndolo de la contaminación por materiales extraños.
Por lo general, el logotipo de la empresa, códigos alfanuméricos y, a veces, palabras se imprimen en la parte superior del paquete para identificar el fabricante y el tipo, cuándo se fabricó (normalmente como un año y un número de semana), a veces dónde se fabricó y otra información de propiedad exclusiva. (Quizás números de revisión, códigos de planta de fabricación o códigos de identificación de pasos).
La necesidad de disponer todos los cables en un patrón básicamente radial en un solo plano desde el perímetro del troquel hasta dos filas en la periferia del paquete es la razón principal por la que los paquetes DIP con mayor cantidad de cables deben tener un espacio más amplio entre las filas de cables. y limita efectivamente la cantidad de clientes potenciales que puede tener un paquete DIP práctico. Incluso para un troquel muy pequeño con muchas almohadillas de unión (por ejemplo, un chip con 15 inversores que requiere 32 conductores), aún se necesitaría un DIP más ancho para acomodar internamente los conductores radiantes. Esta es una de las razones por las que se introdujeron paquetes de cuatro lados y de múltiples filas, como los PGA (alrededor de principios de la década de 1980).
Un paquete DIP grande (como el DIP64 utilizado para la CPU Motorola 68000 ) tiene cables largos dentro del paquete entre las clavijas y el troquel, lo que hace que dicho paquete no sea adecuado para dispositivos de alta velocidad.
Algunos otros tipos de dispositivos DIP se construyen de manera muy diferente. La mayoría de ellos tienen carcasas de plástico moldeado y cables rectos o que se extienden directamente desde la parte inferior del paquete. Para algunas, en particular las pantallas LED, la carcasa suele ser una caja de plástico hueca con la parte inferior/posterior abierta, rellena (alrededor de los componentes electrónicos contenidos) con un material epoxi duro y translúcido del que emergen los cables. Otros, como los interruptores DIP, se componen de dos (o más) piezas de carcasa de plástico unidas, soldadas o pegadas alrededor de un conjunto de contactos y pequeñas piezas mecánicas, con los cables emergiendo a través de orificios moldeados o muescas en el plástico.
Existen varias variantes DIP para circuitos integrados, que se distinguen principalmente por el material de embalaje:
Las EPROM se vendían en DIP cerámicos fabricados con una ventana circular de cuarzo transparente sobre el chip para permitir que la pieza se borrara con luz ultravioleta . A menudo, los mismos chips también se vendían en paquetes PDIP o CERDIP sin ventanas menos costosos como versiones programables de una sola vez (OTP). También se utilizaron paquetes con y sin ventana para microcontroladores y otros dispositivos que contienen memoria EPROM. Se utilizaron EPROM empaquetadas con CERDIP con ventana para la BIOS ROM de muchos de los primeros clones de PC de IBM con una etiqueta adhesiva que cubría la ventana para evitar el borrado involuntario debido a la exposición a la luz ambiental.
Los DIP de plástico moldeado tienen un costo mucho menor que los paquetes de cerámica; Un estudio de 1979 mostró que un DIP de plástico de 14 pines costaba alrededor de 0,063 dólares estadounidenses y un paquete de cerámica costaba 0,82 dólares estadounidenses. [7]
Un único paquete en línea ( paquete SIP o SIL ) [8] tiene una fila de pines de conexión. No es tan popular como el DIP, pero se ha utilizado para empaquetar chips de RAM y resistencias múltiples con un pin común. En comparación con los DIP con un número máximo típico de pines de 64, los SIP tienen un número máximo típico de pines de 24 con costos de paquete más bajos. [9]
Una variante del paquete único en línea utiliza parte del marco principal como pestaña del disipador de calor. Este paquete de alimentación de múltiples conductores es útil para aplicaciones como, por ejemplo, amplificadores de potencia de audio.
El QIP, a veces llamado paquete QIL , tiene las mismas dimensiones que un paquete DIL, pero los cables de cada lado están doblados en una configuración en zigzag alterna para que quepan cuatro líneas de almohadillas de soldadura (en lugar de dos con un DIL). El diseño QIL aumentó el espacio entre las terminales de soldadura sin aumentar el tamaño del paquete, por dos razones:
Los paquetes DIP que se encuentran comúnmente y que cumplen con los estándares JEDEC utilizan un espacio entre cables (paso de cables) de 0,1 pulgadas (2,54 mm) (JEDEC MS-001BA). El espacio entre filas varía dependiendo del número de cables, siendo 0,3 pulgadas (7,62 mm) (JEDEC MS-001) o 0,6 pulgadas (15,24 mm) (JEDEC MS-011) los más comunes. Los espacios entre hileras estandarizados menos comunes incluyen 0,4 pulgadas (10,16 mm) (JEDEC MS-010) y 0,9 pulgadas (22,86 mm), así como un espacio entre hileras de 0,3 pulgadas, 0,6 pulgadas o 0,75 pulgadas con un cable de 0,07 pulgadas (1,778 mm). paso.
La antigua Unión Soviética y los países del bloque del Este utilizaron paquetes similares, pero con una separación métrica entre pasadores de 2,5 mm en lugar de 0,1 pulgadas (2,54 mm).
El número de clientes potenciales es siempre par. Para un espaciado de 0,3 pulgadas, los recuentos típicos de cables son 8, 14, 16, 18 y 28; menos comunes son los recuentos de 4, 6, 20 y 24 derivaciones. Tener un número par de clientes potenciales.Algunos DIP tienen cables no conectados (NC) [nb 1] no utilizados al chip interno o están duplicados, por ejemplo, dos pines de tierra. Para un espaciado de 0,6 pulgadas, los recuentos típicos de cables son 24, 28, 32 y 40; menos comunes son los recuentos de 36, 42, 48, 52 y 64 derivaciones. Algunos microprocesadores, como el Motorola 68000 y el Zilog Z180 , utilizaban recuentos de cables de hasta 64; Este suele ser el número máximo de clientes potenciales para un paquete DIP. [10]
Como se muestra en el diagrama, los cables están numerados consecutivamente desde el Pin 1. Cuando la muesca de identificación en el paquete está en la parte superior, el Pin 1 es la esquina superior izquierda del dispositivo. A veces, el Pin 1 se identifica con una sangría o una marca de punto de pintura.
Por ejemplo, para un DIP de 14 derivaciones, con la muesca en la parte superior, las derivaciones izquierdas están numeradas del 1 al 7 (de arriba a abajo) y la fila derecha de derivaciones está numerada del 8 al 14 (de abajo hacia arriba).
En algunos dispositivos DIP se omiten los cables (por ejemplo, pantallas LED segmentadas , relés o dispositivos que reemplazan los cables con una aleta disipadora de calor). Los prospectos restantes están numerados como si todas las posiciones tuvieran prospectos.
Además de permitir la identificación visual humana de la orientación del paquete, la muesca permite que la maquinaria automatizada de inserción de chips confirme la orientación correcta del chip mediante detección mecánica. [ cita necesaria ]
El SOIC (Small Outline IC), un paquete de montaje en superficie que actualmente está disponible [ ¿cuándo? ] muy popular, particularmente en electrónica de consumo y computadoras personales, es esencialmente una versión reducida del IC PDIP estándar, la diferencia fundamental que lo convierte en un dispositivo SMT es una segunda curvatura en los cables para aplanarlos paralelos al plano inferior del plástico. alojamiento. El SOJ (Small Outline J-lead) y otros paquetes SMT con "SOP" (para "Small Outline Package") en sus nombres pueden considerarse parientes adicionales del DIP, su antepasado original. Los paquetes SOIC tienden a tener la mitad del tono de DIP, y los SOP tienen la mitad, una cuarta parte de DIP. (0,1"/2,54 mm, 0,05"/1,27 mm y 0,025"/0,635 mm, respectivamente)
Se puede considerar que los paquetes de matriz de rejilla de pines (PGA) han evolucionado a partir del DIP. Los PGA con los mismos centros de pines de 0,1 pulgadas (2,54 mm) que la mayoría de los DIP fueron populares para los microprocesadores desde principios y mediados de los años 80 hasta los años 90. Los propietarios de computadoras personales que contienen procesadores Intel 80286 a P5 Pentium pueden estar más familiarizados con estos paquetes PGA, que a menudo se insertaban en zócalos ZIF en las placas base . La similitud es tal que un socket PGA puede ser físicamente compatible con algunos dispositivos DIP, aunque rara vez ocurre lo contrario.
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