DIP Package: A Comprehensive Guide to the Dual In-line Package

На ранних стадиях создания схемных систем интегральная схема (IC chip) was commonly encased in diverse proprietary packages, resulting in challenges with component interchangeability and impeding large-scale production. Recognizing this issue, Fairchild Semiconductor took a significant step in 1964 by introducing the concept of the Пакет DIP. Это Стандартизированное упаковочное решение для ИС изначально был разработан как 14-контактный пакет, отвечающий требованиям устройств с малым форм-фактором интеграции (SSI). FS Technology стремится дать исчерпывающее объяснение этой формы упаковки, чтобы помочь Вам в реализации Вашего проекта PCBA.

DIP Package Overview

The Evolution of DIP Packaging

The DIP evolved as the next innovation after the “TO” packages and the more unreliable “flat packs.” The development of the DIP should go down through the credits of Fairchild Semiconductor and Bryant “Buck” Rogers of the United States of America in the year 1964. The DIP offered an ease of automation of assembly and testing that marked a major breakthrough. Before the advent of Технология поверхностного монтажа (SMT), the DIP remained the leading technology of IC packaging throughout the 1970s and the early 1980s that powered the first wave of the home computers and various industrial machines. Though its supremacy may have diminished with the growth of Технология SMT, its valuable application still prevails.

Naming Rules and International Standards

DIP packages are standardized by organizations across the world such as JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) and IPC (Association Connecting Electronics Industries). The standard names of these packages take the form of “DIP-n,” with ‘n’ being the total pin numbers. A typical timer IC called the “555 timer” comes with an 8-pin layout called DIP-8. JEDEC specifications (ref. MS-001) contain the details of the precise dimensions of the packages.

What is a DIP (Dual Inline Package)?

DIP - это аббревиатура от dual inline package, также называемые DIL (Dual In-Line)(Dual In-Line), и является стандартизированным форматом упаковки, используемым для упаковки электронных компонентов, в частности, интегральных схем и других электронных устройств. Он состоит из прямоугольной оболочки с двумя рядами параллельных электрических соединительных штырьков. В индустрии PCBA в разных странах может использоваться различная техническая терминология. Например, в Китае метод сборки с использованием разъемов называется Сборка DIP а не THT монтаж.

DIP IC packages find widespread usage in various electronic components within PCBA projects, including microcontrollers, memory chips, operational amplifiers, and digital logic ICs. They provide a convenient and reliable means of connecting IC chips to printed circuit boards.

What is DIP Assembly?

Сборка DIP entails the массовое производство of solder connections by immersing a PCB with mounted components into a tin pot. The package’s pins are arranged in parallel, facing downward and protruding from the bottom plane of the package. Sufficient pin length is provided to enable insertion through holes in the PCB and subsequent soldering on the other side. This process typically follows SMT, thus Компонент DIP soldering is also referred to as “DIP soldering” or “DIP post-soldering.”

Этот метод упаковки обычно используется для малые и средние размеры Интегральные схемы, обычно имеющие около 100 выводов. Микросхемы процессора, упакованные в формат DIP, имеют два ряда выводов, которые необходимо вставить в гнездо DIP. В качестве альтернативы их можно напрямую вставить в печатную плату с соответствующими отверстиями для пайки. Необходимо соблюдать осторожность при подключении и отключении микросхем с технологией DIP PCBA, чтобы не повредить контакты.

DIP Package Structure and Characteristics

Basic Components of DIP Package

A typical DIP package comprises the following:

Body: The packaging material that insulates the silicon chip below consists of epoxy plastic (PDIP) or ceramic (CDIP).
Leads/Pins: Two rows of parallel tin or gold-plated pins that offer both mechanical and electrical continuity.
Keying Notch: A small notch or dot on one corner of the chip package that identifies the orientation of Pin 1.

Pin Arrangement and Common Specifications

Pin numbers are assigned sequentially in a counterclockwise manner, beginning with the pin next to the keying notch. Various pin numbers used are 8, 14, 16, 18, 20, 28, and 40; of these, the most common packages are DIP-8 и DIP-14.

Standard Dimensions

The determining dimension here is the pin pitch, the length of the centre-to-centre span between the pins. This dimension must remain at the standard of 0.1 inches (2.54 mm) on every standard DIP package. The row spacing, the length of the centre-to-centre span across the rows of pins, depends on the pin count, but again on an increment of multiples of 0.1 inches.

Thermal Characteristics

Packages of the DIP type tend to have higher thermal resistance than the more modern packages. Heat transfer occurs via the pins into the PCB and then through the rest of the package. Some may incorporate a радиатор if the application requires more power.

Electrical Performance Advantages

The relatively strong, lengthy pins of the DIP packaging type contribute significantly to the mechanical strength of the package and its resistance to temperature and mechanical stress. The DIP-type packaging also supports relatively low parasitic inductance levels that may compare favorably with tiny SMD packages.

Common Types of DIP Packages

PDIP

PDIP, сокращение от "Пластиковый двойной пакет для встраиванияPDIP" - это тип упаковки, используемый для электронных компонентов. Основной материал, используемый в PDIP, - пластик, обеспечивающий отличные электроизоляционные свойства, а также преимущества легкой конструкции и экономичности. Эти качества способствуют повышению надежности плат PCBA. В качестве пластиковых материалов для упаковки PDIP обычно используются термореактивные пластмассы, такие как эпоксидные или фенольные смолы.

SPDIP

Термин "SPDIP” stands for “Shrink Small Outline Package,” also known as “Термоусадочный пластиковый пакет с двойной вставкой.” It represents an advancement over the conventional DIP chip package, is a widely used packaging style for integrated circuits. The key distinction between DIP and SPDIP lies in their size. SPDIP packages have reduced physical dimensions, enabling greater component density on circuit boards and efficient space utilization. As a result, SPDIP offers improved miniaturization while maintaining the functionality and performance of the IC.

SDIP

SDIP, что расшифровывается как "Термоусадочный двойной пакетЭто тип корпуса ИС, который имеет общие черты с корпусом SPDIP, но отличается меньшим физическим размером. Пакеты SDIP имеют прямоугольную форму с двумя рядами контактов или выводов, расположенных вдоль длинных сторон, как и пакеты SPDIP. Однако корпуса SDIP специально разработаны для того, чтобы быть более компактными, обеспечивая более высокую плотность размещения компонентов и оптимальное использование пространства на плате. Такое уменьшение размеров способствует повышению эффективности и миниатюризации электронных конструкций.

CerDIP

Сайт CerDIP (Керамический пакет с двумя вставками) represents a specialized variant of the DIP package integrated circuits format, distinguished by its utilization of ceramic material instead of plastic. The CerDIP package is particularly suitable for ICs that demand heightened reliability, exceptional thermal performance, or robust resistance to adverse environmental conditions.

Металлический DIP

Термин "Metal DIP" не является общепризнанным в электронной промышленности и не представляет собой конкретный тип упаковки или стандарт. Однако, исходя из названия, он может означать пакет DIP для печатных плат, в который встроены металлические компоненты или элементы.

Традиционные DIP-корпуса обычно состоят из пластикового или керамического корпуса с металлическими выводами или штырьками. Эти контакты или выводы обычно изготавливаются из металлических сплавов, таких как медь или сталь, что обеспечивает электропроводность и механическую стабильность. Однако основной корпус корпуса обычно состоит из пластика или керамики.

Важно отметить, что существуют разновидности DIP, в которых металлические компоненты или элементы используются для определенных целей, например, для улучшения тепловых характеристик или обеспечения электромагнитного экранирования. Вот несколько примеров:

Metal-Clad DIP: In certain cases, a DIP PCB assembly may integrate a metal heat sink or a metal layer affixed to the top of the plastic or ceramic body. This metal layer aids in dissipating heat generated by the integrated circuit, thereby improving its thermal performance.
Экранированный DIP: Конкретные DIP могут включать металлический экран, часто в форме металлической банки или крышки, для обеспечения экранирования электромагнитных помех (EMI). Такое экранирование помогает смягчить передачу или прием электромагнитных сигналов, которые потенциально могут нарушить работу интегральной схемы или окружающих компонентов.

Эти варианты следует понимать как модификации традиционной конструкции DIP, разработанные для улучшения специфических характеристик или удовлетворения конкретных требований приложения, а не как стандартные двухрядные корпуса.

Pros & Cons of DIP

Преимущества:

Прототипирование & Breadboarding Friendly: The big pin pitch makes the IC ideal for breadboarding; thus, it’s the IC of preference when it comes to education and development projects.
High Mechanical Strength: The through-hole mounting offers a very strong mechanical attachment to the board and thus suits applications that involve vibration and stress.
Ease of Repurposing/Repairing: Chips can easily be removed and replaced with the help of human assembly skills. This makes debugging or small-scale production extremely easy.
Proven Reliability: Its track record of deployment under harsh conditions proves its reliable nature.

Недостатки:

Larger Size & Weight: This is the major disadvantage. DIP packages have a much larger area requirement on the PCB as compared with their SMD packages.
Limited Pin Count: Effectively restricted only up to 64 pins, so that it cannot accommodate complex ICs that have I/Os of several hundred.
Performance Limitations: Parasitic capacitance and inductance are introduced because of the lengthy signal cables.
Challenges of automation: Though this type of assembly can easily be automated using THT inserting machines, the процесс сборки is relatively slower and more costly than the HS SMD assembly process.

Альтернативы корпусам DIP

В ответ на растущую тенденцию миниатюризации электроники появились различные новые технологии в качестве альтернативы традиционным DIP-пакетам. Эти технологии предлагают такие преимущества, как меньший размер, увеличенное количество выводов, улучшенные электрические и тепловые характеристики, а также более высокую степень интеграции. Эффективное использование этих технологий может помочь удовлетворить требования к более компактным, быстрым и интегрированным электронным устройствам. Вот несколько ярких примеров:

Пакет для масштабирования микросхем (CSP): Ультракомпактный корпус, позволяющий устанавливать микросхему непосредственно на печатную плату без использования отдельных выводов. Это позволяет значительно уменьшить размер и улучшить интеграцию.
Шариковая матрица (BGA): использует шаровые шарниры для создания прочных паяных соединений между печатной платой и микросхемой. Это позволяет увеличить плотность выводов микросхемы, что приводит к улучшению электрических характеристик и повышению функциональности.
Quad Flat No-leads (QFN): This package features pins on the bottom surface that connect to the PCB through pads. QFN packages offer a lower profile height, superior heat dissipation performance, and are well-suited for applications with space constraints and тепловое управление requirements.
Малая интегральная схема (Small Outline Integrated Circuit, SOIC): Widely recognized as a common replacement for DIP packages, SOIC packages strike a balance between cost and performance, making them a popular choice in various PCB applications.
Система в упаковке (SiP): Технология SiP объединяет множество компонентов, таких как микросхемы, конденсаторы и резисторы, в одном корпусе, образуя полноценный функциональный модуль. Пакеты SiP идеально подходят для высокоинтегрированных проектов, требующих бесшовной координации между различными функциональными возможностями.
3D упаковка: Эта техника предполагает укладку нескольких слоев упаковки друг на друга для повышения эффективности использования пространства и интеграции. Используя вертикальное измерение, 3D-упаковка позволяет увеличить плотность размещения компонентов, экономя при этом место на плате.

Характеристика	DIP (THT)	SOP/SOIC (SMD)	QFP (SMD)	QFN (SMD)	BGA (SMD)
Mounting Technology	Through-Hole	Монтаж на поверхность	Монтаж на поверхность	Монтаж на поверхность	Монтаж на поверхность
Pin Pitch	2.54 mm	1.27 mm & smaller	0.8mm, 0.5mm & smaller	Leadless	Шарики припоя
PCB Area	Very Large	Medium	Medium to Large	Маленький	Very Small
Profile Height	Высокий	Низкий	Низкий	Очень низкий	Низкий
Pin Count Range	Low (≤ 64)	Low to Medium	Medium to High	Low to Medium	Очень высокий
Тепловые характеристики	Ярмарка	Хорошо	Хорошо	Превосходно	Превосходно
Сложность работы	Легко	Умеренный	Умеренный	Трудности	Very Difficult
Primary Application	Prototyping, High-Rel	General Purpose	Microcontrollers, ASICs	Power Management, RF	CPUs, FPGAs, GPUs

Relationship between DIP and THT

DIP packages cannot exist independently of the Through-Hole Technology (THT) process:

Component Insertion: The DIP pins are inserted into the holes on the PCB that are pre-drilled. This used to happen with the help of automated machines.
Пайка волной: Wave soldering involves passing the board over a wave of molten tin amalgam that flows up into the plated holes on the board side, thus guaranteeing a smooth interface between the board and the various components.
Selective Soldering: On boards containing a mix of SMD and THT circuits, a solder fountain robot can effectively place the THT only after the SMD component reflowing step is finished.

Design Considerations & Soldering Requests for DIP in PCB

PCB Pad & Drill Design:

Drill Hole Size: Usually a few mils more than the pin diameter so that the pins can be readily inserted into the holes. On average, the size of the holes should usually be 4-6 mils.
Площадка для печатной платы diameter: should at least be 1.5 times the diameter of the holes drilled. This will make the annular ring stronger.
Pin Spacing: Exactly designed for a grid of 0.1″ (2.54 mm).

Layout & Routing Tips:

Ensure proper pin clearance so that there are no короткие замыкания.
Use wider Трассировка печатной платы on power pins.
Special analog circuits may benefit greatly if shielded with a grounding plane.

Common Soldering Defects:

Solder Bridges: Between the soldered connections of nearby pins.
Соединение холодным припоем: A dull-looking cracked area due to lack of sufficient heat.
Insufficient wetting: This occurs when the solder doesn’t wet the pad or pin properly because of contamination.

DIP Socket Selection Guide

Гнезда DIP играют важнейшую роль в создании разъемного соединения между компонентами DIP и печатными платами. Они позволяют легко вставлять и извлекать компоненты без необходимости пайки, что делает их очень ценными в приложениях, требующих частой замены или тестирования компонентов. Вот некоторые известные типы гнезд DIP:

Standard Sockets

Эти гнезда являются наиболее распространенными и выпускаются различных размеров и конфигураций выводов, чтобы соответствовать различным размерам DIP-пакетов, таким как 8, 14, 16, 20, 24, 28, 40 и т.д. Они состоят из пластикового корпуса с пружинными контактами или металлическими зажимами, которые надежно удерживают выводы DIP.

ZIF (Zero Insertion Force) Sockets

Специально разработаны для минимизации нагрузки на DIP-компоненты при установке и извлечении. Они оснащены рычагом или приводом, который размыкает и замыкает контакты гнезда, позволяя без усилий вставлять и извлекать компоненты. Гнезда ZIF особенно полезны при работе с чувствительными или хрупкими DIP-компонентами.

Low Profile Sockets

Эти гнезда имеют меньший форм-фактор, что делает их идеальными для приложений с ограниченным пространством. Хотя они сохраняют ту же конфигурацию выводов, что и стандартные гнезда в корпусе DIP, их меньшая высота позволяет эффективно использовать пространство на печатной плате.

High-Reliability Sockets

Разработанные для удовлетворения строгих требований приложений, требующих прочных электрических соединений и долговременной надежности, эти гнезда включают улучшенные материалы или конструкции контактов. Они обеспечивают стабильное электрическое соединение, выдерживают большее количество циклов вставки и извлечения и демонстрируют превосходную устойчивость к факторам окружающей среды.

Anti-Aging Sockets

Также известные как гнезда для прожига, эти гнезда специально разработаны для тестирования DIP на старение. Они могут выдерживать высокотемпературные условия и обеспечивают надежное электрическое соединение в процессе тестирования.

Programmable Sockets

Часто называемые "универсальными" или "конфигурируемыми", эти гнезда предназначены для поддержки различных конфигураций выводов, что облегчает программирование или перепрограммирование DIP-компонентов. Они находят широкое применение в средах разработки и создания прототипов.

The selection criteria of DIP socket type match the pin count and pitch. Consider the socket’s material (high-temperature for wave soldering), profile height, and contact plating (gold for better conductivity and corrosion resistance).

Industry Applications of DIP

Legacy systems: Main component of older computers (like the Intel 8088 or the Z80), game systems, and early arcades.
Education & DIY: The standard set used with Arduino shields, breadboard projects, and electronics kits.
Industrial Control Systems: Most industrial microcontrollers and interface chips remain available with a DIP packaging method due to their ability to offer a reliable lifecycle with ease of maintenance.
Current Equipment: Используется в источник питания units, relay cards, automobiles, and other applications if the IC needs low pin count packaging and the benefits of the THT assembly technology are of particular value.

Почему FS Technology собирает электронные DIP-модули

Технология FS has been serving the electronic industry for many years and has a wealth of knowledge in DIP processing. As the best Услуги по сборке печатных плат под ключ компания в Китае, мы обслуживали множество проектов в области сварочных аппаратов и энергетической промышленности, а также в области управления электропитанием. Общей темой этих проектов является то, что доля обработки DIP на PCBA относительно велика. Если у Вас есть особые требования к Вашим печатным платам (PCB), наши инженеры-технологи готовы подробно обсудить технологию сборки DIP. Мы гарантируем своевременные поставки и, самое главное, наилучшее обслуживание клиентов. DIP-вставка является важной частью Сборка печатной платы and determines the quality of the PCBA processing. Next, let us show you our capabilities:

DIP Весы для сборочных линий

Полное оборудование от изготовления сквозных отверстий до сборки печатных плат DIP;
Всеобъемлющий закупка компонентов печатной платы включая SMD-компоненты, DIP components, integrated circuits, etc.
7 полностью автоматических линий DIP PCBA (включая вставные элементы, ремонт, ручную пайку проводов и горшков с бессвинцовым припоем и т.д.), которые могут массово производить 25 000 штук обычных изделий DIP в месяц (минимум);
In addition to контроль качества, FS Technology also pays attention to staff training, and currently has 300+ professional production staff;
Сосуществование ручной и автоматической сборки;
Керамический двухрядный корпус (CERDIP или CDIP)
Пластиковый двухстрочный корпус (PDIP)
Термоусадочный пластиковый двухрядный пакет (SPDIP)
Kinny Dual In-line Package (SDIP или SPDIP)
И многое другое

Обеспечение качества

Строго контролируйте коэффициент прохождения DIP;
Рабочие проходят строгое обучение, чтобы контролировать производительность и качество;
Строгие стандарты отбора проб IPQC и QA LOT для обеспечения надежности Обработка DIP;
Before the plug-in, checks are done on the surface cleanliness of электронные компоненты to detect oil stains, paint and other problems;
При подключении необходимо следить за тем, чтобы электронные компоненты были закрыты на PCBA, чтобы избежать неровностей и хорошо раскрыть паяльные площадки;
Если на поверхности электронных компонентов есть прямое указание, убеждаемся, что он подключен в правильном направлении;
Обращайте внимание на силу тока подключаемых компонентов и печатной платы, чтобы избежать повреждений из-за чрезмерной силы тока;
Электронные компоненты не выходят за край любой печатной платы/каркаса, и мы обращаем внимание на высоту и расстояние между электронными компонентами.
Множество Тестирование печатных плат guarantee services: ручное тестирование, AOI testing, Рентгеновское исследование, aging testing, тестирование летающего зонда, и т.д.

Заключение

Dual inline DIP-упаковка имеет богатое наследие в индустрии PCBA и продолжает использоваться сегодня. Несмотря на ручную работу по установке DIP, которая требует значительных трудозатрат и может приводить к увеличению количества отказов из-за усталости и других факторов, промышленность по производству электроники по-прежнему в значительной степени полагается на технологию DIP. В настоящее время на долю SMD приходится около 70% рынка. Однако достижение автоматической установки для проектов с крупногабаритными компонентами, такими как промышленные платы управления, остается сложной задачей. Поэтому технологии обработки DIP постоянно совершенствуются, а заметные разработки в области автоматизированного оборудования для сборки DIP позволяют наладить массовое производство, примером чего могут служить такие компании, как FS Technology. Технология FS.

FAQs about DIP Package

Is DIP an outdated technology?

Not at all. While it’s no longer the first choice for mass-produced, miniaturized бытовая электроника, it remains highly relevant and widely used for prototyping, education, and in industries that value reliability and ease of maintenance over small size.

What is the maximum pin count for a DIP package?

While 64-pin DIPs exist, they are rare and mechanically unwieldy. The practical upper limit is around 40 pins. For higher pin counts, SMD packages like QFP or BGA are necessary.

Can I solder a DIP package by hand?

Absolutely. DIP packages are one of the easiest IC packages to hand-solder using a soldering iron, and they are equally easy to desolder with a solder sucker. This is a key reason for their enduring popularity.

What is the difference between DIP and SOP?

The primary difference is the mounting technology. DIP is a through-hole package, while SOP (Small Outline Package) is its surface-mount counterpart. SOP is much smaller and has a lower profile but is harder to hand-solder and lacks the mechanical strength of a through-hole connection.

Why do some DIP packages have a window?

The window is made of transparent quartz and allows UV light to pass through to erase the data on an EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) chip, making it reusable.

Получить цитату