デュアルインラインパッケージ（DIP）：概要

エレクトロニクスの世界では、統合回路（ICS）と呼ばれる小さなコンピューターチップのパッケージと接続方法が非常に重要です。長い間使用されてきた1つのパッケージングタイプは、デュアルインラインパッケージ、または略してディップです。このタイプのパッケージには、チップを他の部品に簡単に接続できる2つの金属ピンがあります。DIPパッケージは使いやすく信頼性が高いため、長年にわたって人気があります。この記事では、ディップパッケージが何であるか、さまざまな種類のディップ、その歴史、それらがどのように作られているか、SOICなどの新しいパッケージタイプと比較する方法について説明します。あなたが経験豊富な電子機器エンジニアであろうと、電子機器の仕組みに興味があるだけでも、ディップパッケージを理解することは非常に役立ちます。

カタログ

図1：デュアルインラインパッケージ（DIP）

デュアルインラインパッケージとは何ですか？

デュアルインラインパッケージ（DIP）は、長方形のケースの側面に2列の金属ピンがある統合回路（IC）パッケージの一種です。これらのピンは、印刷回路基板（PCB）に直接はんだ付けするか、簡単に取り外してディップソケットに挿入することにより、ICを回路基板に接続します。DIPパッケージは、ICS、スイッチ、LED、7セグメントディスプレイ、棒グラフディスプレイ、リレーなど、さまざまな電子コンポーネントに広く使用されています。彼らのデザインはアセンブリを簡単にし、信頼できる接続を保証します。構造は、2列の均等に間隔を置いたピンを備えた長方形のチップケースで構成されており、PCBの設計とレイアウトを簡素化します。このセットアップにより、PCBにマウントされると安全な接続が可能になります。

DIPパッケージは、手動および自動化されたプロセスの両方に適した、はんだ付けやアセンブリの容易さなどの利点を提供します。それは良好な熱散逸を提供します。これは、電子コンポーネントのパフォーマンスと寿命を維持するために重要です。デュアルインライン配置により、周囲の回路を損傷することなくコンポーネントを簡単に交換できるようになり、プロトタイピングや頻繁なコンポーネントスワッピングに最適です。最新のエレクトロニクスのSurface Mount Technology（SMT）にほぼ置き換えられていますが、DIPは耐久性、取り扱いの容易さ、簡単なアセンブリに役立ち続けています。一貫したピン配置とディップパッケージの強力な設計は、さまざまな電子アプリケーションでの使用をサポートし続けています。

デュアルインラインパッケージの種類

デュアルインラインパッケージ（DIP）テクノロジーには、それぞれに特別な機能と用途があるいくつかのタイプが含まれています。これらのタイプは、さまざまなニーズを満たし、さまざまな状況でうまく機能するように作られています。

セラミックディップ（CDIP）

図2：セラミックセラミックディップ

セラミックディップは、優れた電気性能と熱、湿気、衝撃に対する強い抵抗で知られています。セラミック材料は、電気信号との干渉を減らし、CDIPを高頻度の使用に最適にします。セラミックの靭性により、これらのパッケージは非常に耐久性があり、極端な温度や湿度の困難な環境に適しています。

プラスチックディップ（PDIP）

図3：プラスチックディップ

プラスチックディップには、積分回路（IC）への安定した接続を提供する2つの平行な列のピンがあります。プラスチック材料は良好な断熱材を提供し、ICを外部の要因から保護し、電気ショーツを防止します。PDIPは、コスト効果が高く、ほとんどの用途に十分な保護を提供するため、家電で広く使用されています。

プラスチックディップを縮小する（SPDIP）

図4：プラスチックのディップを縮めます

Shrink Plastic Dipsは、0.07インチ（1.778mm）の小さなリードピッチを持つことにより、回路基板のスペースを節約するように設計されています。この小さなピッチにより、ボード上の部品のより密度の高い配置が可能になり、SPDIPがスペースが制限されている小さな電子デバイスで非常に便利になります。サイズが小さいにもかかわらず、SPDIPは電気接続の強度とプラスチックディップの保護特性を維持します。

スキニーディップ（SDIP）

図5：スキニーディップ

スキニーディップは、7.62mmの幅が小さく、2.54mmのピン中心距離で注目に値します。この小さなサイズは、回路基板の狭いスペースに収まるために狭いパッケージが必要なアプリケーションで役立ちます。一貫したピン間隔により、特別な変更を必要とせずに既存のデザインに適合する標準的なスルーホールマウント技術で簡単に使用できるようになります。

DIPパッケージの各タイプは、困難な環境での耐久性から小さなデバイスのスペースを節約することまで、特定のニーズを満たすように設計されています。各ディップタイプのユニークな機能と用途を理解することにより、デザイナーは統合サーキットに最適なパッケージを選択し、電子システムでうまく機能し、長持ちすることを保証できます。

ディップパッケージの進化

デュアルインラインパッケージ（DIP）は、1964年にフェアチャイルド半導体のBryant Buck Rogersによって作成されました。これは、2列のピンを備えた長方形のハウジングを導入し、回路基板に接続された統合回路（IC）を変更しました。最初のディップには14個のピンがあり、今日でもデザインが使用されていました。

ディップの長方形の形状により、より多くのコンポーネントを回路基板に取り付けることができ、より小さく、より複雑なデバイスの開発に最適です。その2列のピンにより、PCBへの接続がより信頼性が高く簡単になります。

ディップパッケージは、自動アセンブリに最適であり、多くのICを波のはんだ付けしてすぐにはんだ付けしてはんだ付けできます。これにより時間と労力が短縮されました。また、自動テストに適しており、高い信頼性と品質管理を確保しました。

DIPの発明により、製造が合理化され、高度な電子デバイスの開発が可能になり、将来の包装革新に影響を与え、統合回路の小型化につながりました。

1970年代と1980年代には、DIPは、そのシンプルさと穴の取り付けにより、マイクロエレクトロニクスの主要なパッケージでした。より小さく、より効率的で、高密度のコンポーネントの必要性は、21世紀にSurface Mount Technology（SMT）の開発につながりました。PLCCやSOICなどのSMTパッケージは、PCB表面に直接取り付けられ、穴を開けることなくコンパクトで軽量のデザインを可能にしました。

SMTは、リードの長さが短いため、パフォーマンスを向上させましたが、手動の取り扱いとはんだ付けの課題をもたらしました。アダプターは、コンパクトさと使いやすさを組み合わせて、DIPセットアップでSMTコンポーネントを使用するように作成されました。

DIPコンポーネントは、外部機器を介した簡単なプログラミングにより、かつてプログラム可能な部品に人気がありました。ただし、インラインプログラミング（ISP）テクノロジーは、DIPの簡単なプログラミングの必要性を減らしました。業界はSMTに移り、ISPをサポートし、多くの利点を提供します。

1990年代までに、SMTは、特に20個以上のピンを持つコンポーネントのDIPをDIPに置き換え始めました。SMTコンポーネントは、高密度の設計でより小さく、軽く、より優れており、効率的な自動アセンブリを可能にします。この傾向は21世紀まで続き、主にSMT向けに設計された新しいコンポーネントがありました。

大きさとフットプリントが大きいため、ディップパッケージはあまり一般的ではありませんでした。彼らは、近代的で空間効率の良いアプリケーションにとってあまり魅力的ではなく、機械的および熱的な弱点を持っています。ただし、稼ぎ船での取り扱いや使用が容易であるため、プロトタイピングと教育目的に使用されています。SMTへの移行は、より高度でコンパクトで効率的な設計への業界の動きを反映しています。

ディップ構造

図6：ディップ（デュアルインラインパッケージ）構造

ディップ（デュアルインラインパッケージ）にはいくつかの重要な部分があります。

リードフレーム

リードフレームは、シリコンダイを保持し、それを外の世界に接続する薄い金属フレームです。通常、銅または銅合金で作られたリードフレームは、電気をうまく伝導し、強いため選ばれます。回路基板に接続する多くの金属製ピンがあります。これらのピンでは、電気信号がシリコンダイと外部回路の間を簡単に移動できることを確認します。

パッケージ基板

パッケージ基板は、リードフレームとシリコンダイをサポートおよび分離する断熱材の薄い部分です。エポキシ樹脂やプラスチックなどの材料で作られた基板は、その絶縁特性と耐久性のために選択されています。電気接続が安定して分離されていることを確認し、短絡やその他の電気的な問題を防ぎます。

シリコンは死ぬ

ディップパッケージの最も重要な部分は、ICを機能させる電子回路を含むシリコンダイです。このダイは小さなシリコンで、さまざまな要素で慎重に作られ、処理され、ICの操作で使用されるトランジスタ、ダイオード、抵抗器、その他の部品を作成します。シリコンダイは通常、接着剤を使用してリードフレームに取り付けられ、安定性と良好な熱伝導を提供します。

ゴールドワイヤーボンド

シリコンダイをリードフレームに接続するには、ゴールドワイヤーボンドが使用されます。これらの薄い金のワイヤは、シリコンダイの接点とリードフレームの一致ポイントに取り付けられています。金は、電気を適切に行い、錆びないために使用され、デバイスの寿命を通じて信頼できる電気接続を確保します。ワイヤボンディングプロセスは、電気信号がシリコンダイと外の世界の間を移動する経路を作成するため、非常に重要です。

ポリマーがオーバーモールドします

ポリマーオーバーモールドは、リードフレーム、パッケージ基板、シリコンダイ、およびゴールドワイヤボンドを覆う保護コーティングです。このオーバーモールドは、通常、エポキシまたはプラスチック化合物から作られており、その保護品質のために選択されます。オーバーモールドは機械的保護を提供し、繊細な内部成分を物理的損傷や水分や粉塵などの環境要因から保護します。また、ICのパフォーマンスに影響を与える可能性のある汚染物質を排除するのにも役立ちます。

デュアルインラインパッケージの長所と短所

長所

デュアルインラインパッケージ（DIP）の主な利点の1つは、そのシンプルさと低コストです。ディップパッケージの基本設計により、簡単に作成できます。これにより、生産コストを低く抑えることができます。DIPコンポーネントは、穴の取り付け技術でうまく機能するため、このシンプルさもアセンブリプロセスに拡張されます。このプロセスでは、コンポーネントのリードを印刷回路基板（PCB）の穴に配置し、それらを所定の位置にはんだ付けすることが含まれます。この方法は、手動および自動化された組立ラインの両方でうまく機能し、DIPが大規模な生産に最適です。

ディップパッケージのもう1つの便利な機能は、彼らの優れた熱管理です。スルーホール設計により、コンポーネントによって生成された熱がPCBにより効果的に広がり、回路を信頼性が高く長く保つことができます。また、DIPコンポーネントは、近くの部品を損傷することなく、簡単に交換できます。これは、コンポーネントを頻繁に交換する必要がある場合があるプロトタイピングとテストに特に便利です。

短所

これらの利点にもかかわらず、ディップパッケージを使用するにはいくつかの欠点があります。主な欠点の1つは、回路基板で取り上げるスペースの量です。Surface-Mount Technology（SMT）パッケージと比較して、DIPコンポーネントは大きく、PCBにより多くのスペースを占有します。これにより、スペースが制限されているアプリケーションや、少数のコンポーネントが小さな領域に収まる必要があるアプリケーションには適していません。

DIPパッケージは、ピン間隔が限られているため、高密度アプリケーションに最適な選択肢ではありません。ピン間の標準0.1インチ（2.54 mm）の距離は、特定の領域内で作成できる接続の数を制限します。これは、小さなスペースに多くの接続を必要とする複雑な回路の主要な問題になる可能性があります。

ディップのピン

図7：40ピンディップのピン（デュアルインラインパッケージ）

ディップパーツには、JEDECルールに従う標準サイズがあります。2つのピン（ピッチと呼ばれる）の間のスペースは0.1インチ（2.54 mm）です。ピンの2列の間のスペースは、パッケージにあるピンの数に依存します。共通行の間隔は、0.3インチ（7.62 mm）または0.6インチ（15.24 mm）です。ディップパッケージのピンの数は、常に8〜64の範囲で偶数数です。

ディップコンポーネントの電気的特性

デュアルインラインパッケージ（DIP）コンポーネントには、それらがどれだけうまく機能し、どの程度続くかに影響する特定の電気機能があります。

•電気寿命：これらの部品は、24ボルトDCおよび25ミリヤンプで2000回のオンオフサイクルでテストされています。このテストにより、それらが時間の経過とともに強くて信頼性が高いことを確認します。

• 定格電流：使用頻度が低いスイッチの場合、50ボルトDCの電圧で最大100ミリャンプを処理できます。より頻繁に使用されるスイッチの場合、24ボルトDCの電圧で25のミリアンプを扱うことができます。

•接触抵抗：新しい場合、接触抵抗は50ミリオームを超えてはなりません。テスト後、100ミリオムを超えてはなりません。これは、接点での抵抗量の量を測定します。

•絶縁抵抗：これは、500ボルトDCで少なくとも100メゴムでなければなりません。この高い抵抗は、異なる部分間の不要な電流の流れを防ぎます。

•電圧に耐えます：これらのコンポーネントは、最大500ボルトのACを1分間処理できます。これは、彼らが失敗することなく電圧の突然の増加に耐えることができることを意味します。

•電極間容量：これは5つのピコファラードを超えてはなりません。静電容量が低いのは、特に高周波の使用で、干渉を減らし、信号を明確に保つのに役立ちます。

•回路構成：DIPコンポーネントには、シングルポール、シングルスロー（SPST）、二重極、ダブルスロー（DPDT）などのさまざまなタイプがあります。これにより、さまざまなデザインで回路を制御するためのより多くのオプションが提供されます。

ディップvsソイック

図8：DIP（デュアルインラインパッケージ）とSOIC（小さなアウトライン統合回路）

デュアルインラインパッケージ（DIP）とSmall Authing Integrated Circuit（SOIC）は、統合回路（IC）用の2つの一般的なタイプのパッケージです。各タイプには、特定の用途に適したさまざまな機能があり、これらの違いを知ることは、電子設計に適したパッケージを選択するのに役立ちます。

DIP、またはデュアルインラインパッケージには、長方形のプラスチックまたはセラミックボディの両側から2列の金属ピンがあります。これらのピンは、掘削された穴を介してプリント回路基板（PCB）に直接はんだ付けしたり、ソケットに挿入したりできます。ディップデザインは、スルーホールマウントに最適です。これには、コンポーネントのリードをPCBにドリルした穴に配置し、反対側にはんだ付けすることが含まれます。この方法は強力な接続を提供し、耐久性と堅牢な接続を必要とするアプリケーションに適しています。

対照的に、SOIC、または小さなアウトライン積分回路は、サーフェスマウントテクノロジー（SMT）向けに設計されています。SOICパッケージは、DIPよりも小さくて軽量で、ICをPCBに接続する短いリードがあります。Gull-Wingのリードと呼ばれるこれらのリードは、パッケージの側面から伸び、下向きに曲がり、ICがPCB表面に平らに座ることができます。SMTプロセスでは、コンポーネントをPCB表面に配置し、ボードに直接はんだ付けし、穴を開ける必要性を排除し、製造の複雑さとコストを削減することが含まれます。

SOICパッケージの主な利点の1つは、コンパクトサイズです。SOICSの小さなフットプリントにより、PCBでより多くのコンポーネントが可能になります。これは、スペースが制限されている最新の電子デバイスで非常に役立ちます。また、SOICパッケージのリードが短いため、不要なインダクタンスと容量を減らすことで電気性能が向上し、信号の品質と速度に影響を与えます。

DIPパッケージは、大きくてかさばりますが、特定の状況で望ましいものにする利点を提供します。一般に、組み立て中に処理して作業しやすく、コンポーネントを頻繁に挿入して削除する必要があるプロトタイピングや教育目的に適しています。DIPで使用される穴の取り付け方法は、機械的安定性を高めます。これは、物理的なストレスや振動にさらされるアプリケーションに役立ちます。

ディップパッケージとSOICパッケージを比較する場合、コストはもう1つの主要な要因です。通常、DIPパッケージは生産が安価であるため、シンプルで低密度の回路に費用対効果の高い選択肢となっています。ただし、コストの利点は、自動化されたSMTアセンブリの利点とSOICパッケージのPCBスペース要件の削減により、全体的なコストを削減する可能性があるため、大量生産量が減少する可能性があります。

この表は、DIPパッケージとSOICパッケージの主な違いを強調しています。

特徴	浸漬	SOIC
ピン カウント	最大64個のピン	最大48ピン
ピッチ	0.1インチ（2.54 mm）	0.5 mmから1.27 mm
サイズ	SOICよりも大きい	ディップよりも小さい
スルーホール取り付け	はい	いいえ
表面取り付け	いいえ	はい
リードカウント	平	偶数または奇妙です
リード位置	列をなして	ガルウィングとJリード
電気性能	良い	ディップよりも優れています
料金	SOICよりも低い	ディップよりも高い

結論

デュアルインラインパッケージ（DIP）は、エレクトロニクス業界の主要な部分であり、チップを他のコンポーネントに接続するための信頼できる簡単な方法を提供しています。Surface Mount Technology（SMT）などの新しいパッケージング方法がより頻繁に使用されていますが、特に電子機器のテストと学習には、DIPが依然として役立ちます。さまざまな種類のディップ、その歴史、それらがどのように作られているか、そしてそれらをSOICと比較することで、なぜディップパッケージがまだ価値があるのか​​がわかります。エレクトロニクスが改善し続けるにつれて、ディップパッケージの背後にある基本的な概念は、新しい電子デバイスの設計に依然として役立ち、このテクノロジーがどれほど役立つかを示しています。

よくある質問[FAQ]

1.デュアルインラインパッケージは何に使用されますか？

デュアルインラインパッケージ（DIP）を使用して、統合回路（ICS）を保持し、印刷回路基板（PCB）に接続します。ピンの2列により、ICをPCBに簡単にはんだ付けおよびはんだ付けするか、ソケットに挿入できます。ディップパッケージは、シンプルで信頼性が高いため、新しいデザイン、教育キット、およびさまざまな電子デバイスのテストに一般的に使用されます。

2. 14ピンのデュアルインラインICパッケージとは何ですか？

14ピンのデュアルインラインパッケージ（DIP）は、2つの並列行に配置された14の金属ピンを備えたICパッケージの一種です。各行には7つのピンがあり、中程度の複雑な回路に適しています。このタイプのパッケージは、基本的なロジックチップ、運用アンプ、および多くの接続を必要としないが有用なタスクを実行する他のICSによく使用されます。

3. LEDディップまたはデュアルインラインパッケージとは何ですか？

デュアルインラインパッケージ（DIP）のLEDは、DIPハウジングに入る光発光ダイオードです。2列の金属ピンがあり、PCBに簡単に取り付けたり、ソケットに挿入したりできます。このパッケージは、LEDを耐久性があり、簡単に処理できるようになり、ディスプタLEDを表示パネル、インジケーター、および目に見える光を必要とするその他の用途に人気を備えています。

4. PDIPとDIPパッケージの違いは何ですか？

PDIPは、プラスチック製のデュアルインラインパッケージの略です。これは、プラスチックケーシングを備えた一種のディップです。PDIPと標準ディップの主な違いは、ケーシングに使用される材料です。PDIPはプラスチックを使用して、いくつかのディップで使用されているセラミックやその他の材料に比べて安価で軽くなります。どちらも同じピンレイアウトと機能を持っていますが、強度と耐熱性が異なります。

5.シングルインラインとデュアルインラインとは何ですか？

単一のインラインパッケージ（SIP）にはピンの1列があり、デュアルインラインパッケージ（DIP）にはピンの2つの並列列があります。SIPは、必要な接続が少ない場合に使用され、PCBのスペースを節約します。2列のピンを備えたDIPは、より複雑な回路に使用され、より多くの接続を必要とし、より良い安定性と簡単な取り付けを提供します。

ポリマーのオーバーモールドはproteです