小外形積體電路 （SOIC） 是一種用於許多電子設備的緊湊型晶片封裝。它比舊封裝佔用的空間更少，並且與表面安裝配合良好。SOIC 在許多領域都有不同的尺寸、類型和用途。本文詳細介紹了 SOIC 的功能、變體、性能、佈局等。
常見問題
SOIC概述
小外形積體電路 （SOIC） 是一種用於許多電子設備的晶片封裝。它比 DIP（雙列直插式封裝）等舊類型更小、更薄，這有助於節省電路板上的空間。SOIC 設計為平放在電路板表面上，這意味著它們非常適合需要緊湊的設備。金屬腿稱為引線，像小彎曲的電線一樣從側面伸出，使機器在生產過程中更容易放置和焊接它們。這些晶片有不同的尺寸和引腳數，具體取決於電路的需求。它們還有助於保持井井有條並提高設備處理熱量和電力的能力。由於所有這些優點，SOIC 被用於當今的電子產品中。
SOIC封裝的應用
消費性電子產品
SOIC 用於音訊晶片、記憶體裝置和顯示驅動程式。它們體積小，可節省電路板空間並支援緊湊的產品設計。
嵌入式系統
這些封裝在微控制器和介面 IC 中很常見。它們易於安裝並非常適合小型控制板。
汽車電子
SOIC 用於發動機控制器、傳感器和功率調節器。它們可以很好地處理車輛環境中的熱量和振動。
工業自動化
SOIC用於馬達驅動器和控制模組，支援穩定和長期運作。它們有助於節省工業系統中的 PCB 空間。
通訊設備
SOIC 存在於數據機、收發器和網絡電路中。它們在緊湊的設計中提供可靠的訊號效能。
SOIC 變體及其區別
SOIC-N（窄型）
SOIC-N 是小型外形積體電路封裝中最常見的版本。標準體寬度為3.9mm，廣泛應用於通用電路。它在尺寸、耐用性和易於焊接之間取得了良好的平衡，使其適合大多數表面貼裝設計。
SOIC-W（寬型）
SOIC-W 變體具有更寬的機身，為 7.5 毫米。額外的寬度允許更多的內部空間，使其成為需要更大矽晶片或更好電壓隔離的 IC 的理想選擇。它還提供了改進的散熱。
SOJ（小輪廓 J 型引線）
SOJ 封裝具有折疊在 IC 主體下方的 J 形引線。這種設計使它們更加緊湊，但焊接後更難檢查。它們通常用於記憶體模組。
MSOP（迷你小外形封裝）
MSOP 是 SOIC 的小型化版本，覆蓋區更小，高度更低。它非常適合電路板空間有限的便攜式和手持式電子產品。
HSOP（散熱器小外形封裝）
HSOP 封裝包括一個裸露的導熱墊，可改善向 PCB 的熱傳遞。這使得它們適用於產生更多熱量的功率 IC 和驅動電路。
SOIC標準化
| 標準車身 | 地區 / 產地 | 目的/覆蓋範圍 | 與 SOIC 的相關性 |
|---|---|---|---|
| JEDEC（聯合電子器件工程委員會） | 美國 | 定義 IC 的機械和封裝標準 | MS-012 （SOIC-N） 和 MS-013 （SOIC-W） 定義尺寸和尺寸 |
| JEITA（日本電子資訊科技產業協會） | 日本 | 制定現代電子元件封裝標準 | 符合全球 SOIC SMT 設計指南 |
| EIAJ（日本電子工業協會） | 日本 | 舊版 PCB 佈局中使用的傳統標準 | 一些 SOIC-W 覆蓋區仍遵循 EIAJ 參考 |
| IPC-7351 產品 | 國際 | PCB焊盤圖案和覆蓋區標準化 | 定義 SOIC 封裝的焊盤尺寸、焊角和公差 |
SOIC熱電性能
| 參數 | 價值/描述 |
|---|---|
| 熱阻 （θJA） | 80–120 °C/W，取決於電路板銅面積 |
| 接點對外殼 （θJC） | 30–60 °C/W（導熱墊型號更好） |
| 功耗 | 適用於中低功率 IC |
| 引線電感 | \~6–10 nH 每條導線 （中等） |
| 引線電容 | 低;支援穩定的類比和數位訊號 |
| 目前能力 | 受引線厚度和熱上升的限制 |
SOIC PCB佈局技巧
將焊盤尺寸與引線尺寸相匹配
確保PCB焊盤的長度和寬度與SOIC的鷗翼引線尺寸緊密匹配。這促進了回流焊過程中適當的焊點形成和機械穩定性。焊盤太小或太大都會導致接頭薄弱或焊接缺陷。
使用阻焊層定義的焊盤
定義具有阻焊層邊界的焊盤有助於防止引腳之間的焊橋，特別是對於細間距 SOIC。這改善了焊料流量控制，提高了大批量生產過程中的產量。
允許在引線側有焊料圓角
設計焊盤佈局，以允許在 SOIC 引線的側面看到焊料圓角。這些圓角增強了接頭強度並便於目視檢查，從而在品質檢查期間更容易發現焊接不良。
避免引腳之間有阻焊層
在引腳之間留下最少或沒有阻焊層，可降低墓碑和焊料潤濕不均勻的風險。它還允許更好的焊膏分佈在引線上。
為裸露焊盤添加熱通孔
如果 SOIC 變體包含裸露的導熱墊，請在焊盤下方添加多個過孔，以幫助將熱量散發到內部銅層或接地層中。這增強了電源應用中的熱性能。
遵循 IPC-7351B 指南
使用 IPC-7351B 標準選擇正確的地紋密度等級：
• A 級：適用於低密度板
• B 級：實現平衡的性能和可製造性
• C 級：用於高密度佈局
SOIC 組裝和焊接頭
錫膏應用
使用厚度為100 - 120 μm的不銹鋼模板，將焊膏均勻地塗在所有SOIC焊盤上。一致的焊膏體積可確保焊點牢固且均勻，同時最大限度地降低焊架橋接或開針的風險。
回流焊型材
保持 240 - 245 °C 的峰值回流溫度。 始終遵循 IC 建議的熱曲線，包括適當的預熱、浸泡、回流焊和冷卻階段。這樣可以防止組件損壞並確保可靠的接頭形成。
手工焊接
SOIC 可以使用細頭烙鐵和 0.5 mm 焊絲進行手工焊接。保持尖端清潔並使用適度的熱量形成光滑的接頭。此方法適用於無法進行回流焊的原型設計或小批量組裝。
檢查
焊接後，使用光學顯微鏡或 AOI 系統檢查接頭。檢查側邊圓角是否成型良好、焊料覆蓋均勻以及沒有短路或冷接頭，以驗證組裝品質。
返工和維修
可以使用熱風工具或烙鐵進行返工 SOIC。避免長時間加熱，因為它可能會導致 PCB 分層或焊盤抬起。小心地塗抹助焊劑和加熱，以移除或更換零件，而不會損壞電路板。
SOIC 可靠性和故障緩解
| 故障模式 | 共同事業 | 預防策略 |
|---|---|---|
| 焊點開裂 | 重複熱循環 | 使用散熱墊和較厚的銅層 |
| 爆米花 | 黴菌化合物中滯留的水分 | 焊接前在 125 °C 下烘烤 SOIC |
| 鉛提升/分層 | 焊接熱過高 | 應用受控回流焊，溫度逐漸升高 |
| 機械應力損傷 | PCB 彎曲、振動或衝擊 | 使用 PCB 加強筋或底部填充材料來減輕應力 |
SOIC封裝結構和尺寸
| 專題 | 產品描述 |
|---|---|
| 潛在客戶計數 | 通常範圍為 8 到 28 針 |
| 領先推介 | 標準間距為 1.27 mm （50 mils） |
| 車身寬度 | 窄 （3.9 mm） 或寬 （7.5 mm） |
| 潛在客戶類型 | 適用於表面黏著的鷗翼引線 |
| 包裝高度 | 介於 1.5 mm 至 2.65 mm 之間 |
| 封裝 | 黑色環氧樹脂，提供物理保護 |
| 導熱墊 | 有些版本下面有一個金屬墊 |
結論
SOIC 封裝可靠、節省空間，適用於小型和複雜電路。它們有不同的類型可供選擇，適合多種應用。遵循佈局、焊接和處理指南有助於避免問題並確保良好的效能。了解數據表和標準也有助於更好的設計和組裝。
常見問題
11.1. SOIC 封裝是否符合 RoHS 標準？
是。大多數現代 SOIC 封裝都符合 RoHS 標準，並使用霧面錫或 NiPdAu 等無鉛表面處理。請務必在元件資料表中確認合規性。
11.2.SOIC晶片可以用於高頻電路嗎？
只是到了極限。SOIC 適用於中等頻率，但其引線電感使其不太適合高頻 RF 設計。
11.3.SOIC組件需要特殊的儲存條件嗎？
是。它們應保存在乾燥、密封的包裝中。如果暴露在潮濕環境中，它們可能需要在焊接前烘烤以防止損壞。
11.4. SOIC 零件可以手工焊接嗎？
是。與細間距 IC 相比，其 1.27 mm 引線間距使其更容易手工焊接。
11.5.什麼PCB層數最適合SOIC封裝？
SOIC 適用於 2 層和多層 PCB。對於電源或熱需求，帶有接地層的多層板性能更好。
11.6. SOIC 和 SOP 相同嗎？
幾乎。SOIC 是 JEDEC 術語，而 SOP 是亞洲使用的類似包名稱。它們通常是可以互換的，但可能有細微的尺寸差異。