Paquete doble en línea

En microelectrónica , un paquete de doble 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 mediante orificios pasantes en una placa de circuito impreso (PCB) o insertarse en un zócalo. El formato de doble línea fue inventado por Don Forbes, Rex Rice y Bryant Rogers en Fairchild R&D en 1964, ^{[ 2 ]} cuando el número limitado de terminales disponibles en los paquetes circulares tipo transistor se convirtió en una limitación para el uso de circuitos integrados . ^{[ 3 ]} Los circuitos cada vez más complejos requerían más terminales de señal y alimentación (como se observa en la regla de Rent ); finalmente, los microprocesadores y dispositivos complejos similares requerían más terminales 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 enrutamiento de pistas de circuito impreso debajo de los paquetes.

Un DIP se suele denominar DIP n , donde n es el número total de pines, y a veces se le añade el ancho del paquete entre filas: "N" para estrecho (0,3") o "W" para ancho (0,6"). Por ejemplo, un paquete de microcircuito con dos filas de siete pines verticales sería un DIP14 o DIP14N. La fotografía de la parte superior derecha muestra tres circuitos integrados DIP14. Los paquetes comunes tienen entre cuatro y 64 pines. Muchos tipos de circuitos integrados analógicos y digitales están disponibles en paquetes DIP, al igual que matrices de transistores, interruptores, diodos emisores de luz y resistencias. Los conectores DIP para cables planos se pueden usar con zócalos de circuitos integrados estándar.

Los encapsulados DIP suelen estar fabricados con plástico epoxi moldeado opaco, prensado alrededor de un marco de conexión chapado en estaño, plata u oro que soporta el chip del dispositivo y proporciona los pines de conexión. Algunos tipos de circuitos integrados se fabrican en encapsulados DIP cerámicos, cuando se requiere alta temperatura o alta fiabilidad, o cuando el dispositivo tiene una ventana óptica al interior del encapsulado. La mayoría de los encapsulados DIP se fijan a una placa de circuito impreso insertando los pines a través de orificios en la placa y soldándolos en su lugar. Cuando es necesario reemplazar las piezas, como en los bancos de pruebas o cuando se deben extraer dispositivos programables para realizar cambios, se utiliza un zócalo DIP. Algunos zócalos incluyen un mecanismo de fuerza de inserción cero (ZIF).

Las variantes del encapsulado DIP incluyen aquellas con una sola fila de pines, por ejemplo, una matriz de resistencias , que posiblemente incluya una pestaña disipadora de calor en lugar de la segunda fila de pines, y tipos con cuatro filas de pines, dos filas escalonadas a cada lado del encapsulado. Los encapsulados DIP han sido reemplazados en gran medida por los encapsulados de montaje superficial, que evitan el costo de perforar agujeros en una placa de circuito impreso y permiten una mayor densidad de interconexiones.

La carcasa de un encapsulado DIP que contiene un chip IC suele estar hecha de plástico moldeado o cerámica. La hermeticidad de la carcasa cerámica es preferible para dispositivos de altísima fiabilidad. Sin embargo, la gran mayoría de los encapsulados DIP se fabrican mediante un proceso de moldeo termoestable en el que un compuesto de moldeo epoxi se calienta y se transfiere a presión para encapsular el dispositivo. Los ciclos de curado típicos de las resinas son inferiores a 2 minutos y un solo ciclo puede producir cientos de dispositivos.

Los terminales 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 ligeramente inclinados hacia afuera de la línea central del cuerpo del paquete). (El SOIC , el paquete SMT que más se asemeja a un DIP típico, parece esencialmente el mismo, a pesar de la escala de tamaño, excepto que después de doblarse hacia abajo, los terminales se doblan hacia arriba nuevamente en un ángulo igual para quedar paralelos al plano inferior del paquete). En los paquetes cerámicos (CERDIP), se utiliza una resina epoxi o lechada para sellar herméticamente las dos mitades, proporcionando un sellado hermético al aire y la humedad para proteger el chip IC en el interior. Los paquetes DIP de plástico (PDIP) generalmente se sellan fusionando o cementando las mitades de plástico alrededor de los terminales, 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 terminales y el plástico en todos los puntos alrededor del perímetro. Sin embargo, por lo general, los contaminantes se mantienen lo suficientemente fuera como para que el dispositivo pueda funcionar de manera fiable durante décadas con un cuidado razonable en un entorno controlado.

Dentro del encapsulado, la mitad inferior contiene los terminales integrados, y en el centro se encuentra un espacio rectangular, cámara o cavidad donde se cementa el chip del circuito integrado. Los terminales se extienden diagonalmente desde su punto de salida en la periferia hasta puntos a lo largo de un perímetro rectangular que rodea el chip, estrechándose gradualmente hasta convertirse en finos contactos. Unos hilos de conexión ultrafinos (apenas visibles a simple vista) se sueldan entre estos contactos de la periferia del chip y las almohadillas de conexión del propio chip, conectando un terminal a cada almohadilla y estableciendo la conexión final entre los microcircuitos y los terminales externos del DIP. Los hilos de conexión no suelen estar tensos, sino que se curvan ligeramente hacia arriba para permitir la dilatación y contracción térmica de los materiales; si un solo hilo de conexión se rompe o se desprende, todo el circuito integrado puede quedar inservible. La parte superior del encapsulado cubre todo este delicado conjunto sin aplastar los hilos de conexión, protegiéndolo de la contaminación por materiales extraños.

Por lo general, en la parte superior del paquete se imprimen el logotipo de la empresa, códigos alfanuméricos y, a veces, palabras para identificar al fabricante y el tipo de producto, la fecha de fabricación (normalmente como año y semana), a veces el lugar de fabricación y otra información confidencial (quizás números de revisión, códigos de planta de fabricación o códigos de identificación de etapas).

La necesidad de disponer todos los terminales en un patrón básicamente radial en un solo plano, desde el perímetro del chip hasta dos filas en la periferia del encapsulado, es la razón principal por la que los encapsulados DIP con mayor número de terminales deben tener un espaciado más amplio entre las filas de terminales, lo que limita efectivamente la cantidad de terminales que puede tener un encapsulado DIP práctico. Incluso para un chip muy pequeño con muchas almohadillas de conexión (por ejemplo, un chip con 15 inversores, que requiere 32 terminales), se necesitaría un DIP más ancho para alojar los terminales radiales internamente. Esta es una de las razones por las que se introdujeron los encapsulados de cuatro caras y de múltiples filas, como los PGA (alrededor de principios de la década de 1980).

Un encapsulado DIP grande (como el DIP64 utilizado para la CPU Motorola 68000 ) tiene terminales largos en su interior, entre los pines y el chip, lo que hace que dicho encapsulado no sea adecuado para dispositivos de alta velocidad.

Algunos otros tipos de dispositivos DIP se construyen de forma muy diferente. La mayoría de ellos tienen carcasas de plástico moldeado y terminales rectos o que se extienden directamente desde la parte inferior del encapsulado. En algunos casos, sobre todo en las pantallas LED, la carcasa suele ser una caja de plástico hueca con la parte inferior/trasera abierta, rellena (alrededor de los componentes electrónicos) con un material epoxi translúcido y duro del que emergen los terminales. Otros, como los interruptores DIP, se componen de dos (o más) piezas de carcasa de plástico encajadas, soldadas o pegadas entre sí alrededor de un conjunto de contactos y pequeñas piezas mecánicas, con los terminales emergiendo a través de orificios o muescas moldeadas en el plástico.

Variantes

Existen varias variantes DIP para circuitos integrados, que se distinguen principalmente por el material de encapsulado:

• Encapsulado cerámico de doble capa en línea (CERDIP o CDIP) , utilizado en aplicaciones donde el calor es un problema y no se pueden utilizar encapsulados de plástico.
• El encapsulado de plástico de doble línea (PDIP) era menos costoso, pero originalmente estaba limitado a aproximadamente 1  W de calor. Los plásticos modernos han reemplazado en gran medida a los encapsulados cerámicos.
• Paquete de plástico termorretráctil de doble entrada en línea (SPDIP) : una versión más densa del PDIP con un  paso de pines de 0,07 pulgadas (1,778 mm).
• Paquete DIP delgado de doble línea (SDIP o SPDIP ^{[ 6 ]} ) : a veces se usa para referirse a un DIP "estrecho" de 0,300 pulgadas (o 300 milésimas de pulgada ) de ancho, normalmente cuando se necesita una aclaración, por ejemplo, para DIP con 24 pines o más, que generalmente vienen en un  paquete DIP "ancho" de 0,600 pulgadas de ancho. Un ejemplo de una especificación completa típica y adecuada para un paquete DIP "estrecho" sería  un ancho de cuerpo de 300 milésimas de pulgada y un paso de pines de 0,1 pulgadas (2,54 mm) . 

Las EPROM se vendían en encapsulados DIP cerámicos con una ventana circular de cuarzo transparente sobre el chip para permitir su borrado mediante luz ultravioleta . A menudo, estos mismos chips también se vendían en encapsulados PDIP o CERDIP sin ventana, más económicos, como versiones programables una sola vez (OTP). Los encapsulados con y sin ventana también se utilizaban para microcontroladores y otros dispositivos que contenían memoria EPROM. Las EPROM encapsuladas en CERDIP con ventana se utilizaban para la BIOS ROM de muchos clones de la primera IBM PC, con una etiqueta adhesiva que cubría la ventana para evitar el borrado accidental por exposición a la luz ambiental.

Los DIP de plástico moldeado son mucho más económicos que los encapsulados cerámicos; un estudio de 1979 mostró que un DIP de plástico de 14 pines costaba alrededor de US$0,063 y un encapsulado cerámico costaba US$0,82. ^{[ 7 ]}

En línea simple

Un encapsulado SIP ( o SIL ) ^{[ 8 ]} tiene una fila de pines de conexión. No es tan popular como el DIP, pero se ha utilizado para encapsular chips de RAM y múltiples resistencias con un pin común. En comparación con los DIP, que suelen tener un máximo de 64 pines, los SIP suelen tener un máximo de 24 pines y un menor coste de encapsulado. ^{[ 9 ]}

Una variante del encapsulado de un solo pin utiliza parte del marco de conexión para una pestaña disipadora de calor. Este encapsulado de potencia con múltiples pines resulta útil para aplicaciones como amplificadores de potencia de audio, por ejemplo.

Cuatro en línea

El QIP, a veces llamado paquete QIL , tiene las mismas dimensiones que un paquete DIL, pero los terminales de cada lado están doblados en una configuración de zigzag alternada para alojar cuatro líneas de almohadillas de soldadura (en lugar de dos como en un DIL). El diseño QIL aumentó el espacio entre las almohadillas de soldadura sin aumentar el tamaño del paquete, por dos razones:

1. Permitió una soldadura más fiable . Esto puede parecer extraño hoy en día, dado el espaciado mucho más reducido de las almohadillas de soldadura que se utilizan ahora, pero en la década de 1970, el apogeo de la tecnología QIL, la formación de puentes entre almohadillas de soldadura vecinas en los chips DIL era un problema en ocasiones.
2. QIL también aumentó la posibilidad de conectar una pista de cobre entre dos almohadillas de soldadura. Esto resultaba muy útil en las placas de circuito impreso de una sola capa y una sola cara que se utilizaban entonces como estándar.

Como se muestra en el diagrama, los terminales se numeran consecutivamente a partir del pin 1. Cuando la muesca de identificación del encapsulado está en la parte superior, el pin 1 corresponde a la esquina superior izquierda del dispositivo. En ocasiones, el pin 1 se identifica mediante una hendidura o una marca de pintura.

Por ejemplo, en un encapsulado DIP de 14 pines, con la muesca en la parte superior, los pines de la izquierda están numerados del 1 al 7 (de arriba a abajo) y la fila derecha de pines está numerada del 8 al 14 (de abajo a arriba).

En algunos dispositivos DIP, se omiten los terminales (por ejemplo, pantallas LED segmentadas , relés o dispositivos que reemplazan los terminales con un disipador de calor). Los terminales restantes se numeran como si todas las posiciones tuvieran terminales.

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.

El SOIC (Small Outline IC), un encapsulado de montaje superficial muy popular actualmente, sobre todo en electrónica de consumo y ordenadores personales, es esencialmente una versión reducida del circuito integrado estándar PDIP. La diferencia fundamental que lo convierte en un dispositivo SMT radica en una segunda curvatura en los terminales para aplanarlos paralelamente al plano inferior de la carcasa de plástico. El SOJ (Small Outline J-lead) y otros encapsulados SMT con "SOP" (por "Small Outline Package") en su nombre pueden considerarse parientes del DIP, su antecesor original. Los encapsulados SOIC suelen tener la mitad del paso de los DIP, y los SOP la mitad, una cuarta parte del DIP (0,1"/2,54 mm, 0,05"/1,27 mm y 0,025"/0,635 mm, respectivamente).   

Los encapsulados PGA ( Pin Grid Array ) pueden considerarse una evolución de los DIP. Los PGA, con la misma distancia entre pines de 2,54 mm (0,1 pulgadas ) que la mayoría de los DIP, fueron populares en microprocesadores desde principios hasta mediados de la década de 1980 hasta la de 1990. Los usuarios de ordenadores personales con procesadores Intel 80286 a Pentium P5 probablemente estén más familiarizados con estos encapsulados PGA, que a menudo se insertaban en zócalos ZIF en las placas base . La similitud es tal que un zócalo PGA puede ser físicamente compatible con algunos dispositivos DIP, aunque lo contrario rara vez ocurre. 

• portador de chips
• Interruptor DIP
• Componentes electrónicos en formato plano
• Lista de dimensiones de los encapsulados de circuitos integrados
• NORBIT 2 (un encapsulado DIP de 19 pines de mayor tamaño, introducido en 1967)
• matriz de rejilla de pines
• QFP
• Tecnología de montaje en superficie
• Paquete en línea en zigzag

•  Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C . Administración de Servicios Generales . Archivado del original el 22 de enero de 2022.

• Intel (1996). Packaging Databook . McGraw-Hill. ISBN 1-55512-254-XOCLC 906673879​​ 

• Documentación, fotos y vídeos de los paquetes DIP