Le Small Outline Integrated Circuit (SOIC) est un boîtier de puce compact utilisé dans de nombreux appareils électroniques. Il prend moins de place que les anciens packages et fonctionne bien avec un montage en surface. Les SOIC se trouvent dans différentes tailles, types et utilisations dans de nombreux domaines. Cet article explique en détail les fonctionnalités, les variantes, les performances, la mise en page et bien plus encore.
Foire aux questions
Présentation du SOIC
Le Small Outline Integrated Circuit (SOIC) est un type de boîtier de puce utilisé dans de nombreux appareils électroniques. Il est conçu pour être plus petit et plus mince que les types plus anciens comme le DIP (Dual Inline Package), ce qui permet d’économiser de l’espace sur les circuits imprimés. Les SOIC sont conçus pour reposer à plat sur la surface de la carte, ce qui signifie qu’ils sont parfaits pour les appareils qui doivent être compacts. Les pieds métalliques, appelés fils, dépassent sur les côtés comme de petits fils pliés et facilitent le placement et la soudure des machines pendant la production. Ces puces sont disponibles en différentes tailles et nombres de broches, en fonction des besoins du circuit. Ils aident également à garder les choses organisées et à améliorer la façon dont l’appareil gère la chaleur et l’électricité. En raison de tous ces avantages, les SOIC sont aujourd’hui utilisés dans l’électronique.
Applications des packages SOIC
Électronique grand public
Les SOIC sont utilisés dans les puces audio, les périphériques de mémoire et les pilotes d’affichage. Leur petite taille permet d’économiser de l’espace sur le panneau et prend en charge les conceptions de produits compacts.
Systèmes embarqués
Ces packages sont courants dans les microcontrôleurs et les circuits intégrés d’interface. Ils sont faciles à monter et s’intègrent bien dans de petites cartes de commande.
Électronique automobile
Les SOIC sont utilisés dans les contrôleurs de moteur, les capteurs et les régulateurs de puissance. Ils gèrent bien la chaleur et les vibrations dans les environnements automobiles.
Automatisation industrielle
Utilisés dans les pilotes de moteur et les modules de commande, les SOIC permettent un fonctionnement stable et à long terme. Ils permettent d’économiser de l’espace sur les circuits imprimés dans les systèmes industriels.
Appareils de communication
Les SOIC se trouvent dans les modems, les émetteurs-récepteurs et les circuits réseau. Ils offrent des performances de signal fiables dans des conceptions compactes.
Variantes du SOIC et leurs distinctions
SOIC-N (type étroit)
Le SOIC-N est la version la plus courante du boîtier Small Outline Integrated Circuit. Il a une largeur de corps standard de 3,9 mm et est largement utilisé dans les circuits à usage général. Il offre un bon équilibre entre taille, durabilité et facilité de soudure, ce qui le rend adapté à la plupart des conceptions à montage en surface.
SOIC-W (type large)
La variante SOIC-W a un corps plus large, 7,5 mm. La largeur supplémentaire permet plus d’espace interne, ce qui le rend idéal pour les circuits intégrés qui nécessitent des matrices en silicium plus grandes ou une meilleure isolation de tension. Il offre également une meilleure dissipation de la chaleur.
SOJ (petit contour J-Lead)
Les boîtiers SOJ ont des fils en forme de J qui se replient sous le corps du circuit intégré. Cette conception les rend plus compacts mais plus difficiles à inspecter après le soudage. Ils sont couramment utilisés dans les modules de mémoire.
MSOP (Mini Small Outline Package)
Le MSOP est une version miniaturisée du SOIC, offrant un encombrement plus petit et une hauteur plus faible. Il est idéal pour les appareils électroniques portables et portables où l’espace sur la carte est limité.
HSOP (dissipateur thermique à petit contour)
Les boîtiers HSOP comprennent un tampon thermique exposé qui améliore le transfert de chaleur vers le circuit imprimé. Cela les rend adaptés aux circuits intégrés de puissance et aux circuits de commande qui génèrent plus de chaleur.
Normalisation SOIC
| Carrosserie standard | Région / Origine | Objectif / Couverture | Pertinence pour le SOIC |
|---|---|---|---|
| JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) | États-Unis | Définit des normes mécaniques et de boîtier pour les circuits intégrés | MS-012 (SOIC-N) et MS-013 (SOIC-W) définissent les tailles et les dimensions |
| JEITA (Association japonaise des industries de l’électronique et de l’informatique) | Japon | Établit des normes modernes en matière d’emballage de composants électroniques | S’aligne sur les directives mondiales SOIC pour la conception SMT |
| EIAJ (Association des industries électroniques du Japon) | Japon | Normes héritées utilisées dans les anciennes configurations de circuits imprimés | Certaines empreintes SOIC-W suivent encore les références EIAJ |
| IPC-7351 | À l’international | Standardisation du modèle de terrain et de l’empreinte des PCB | Définit la taille des pastilles, les filets de soudure et les tolérances pour les boîtiers SOIC |
Performance thermique et électrique du SOIC
| Paramètre | Valeur / Description |
|---|---|
| Résistance thermique (θJA) | 80–120 °C/W selon la surface du cuivre de la carte |
| Jonction-à-cas (θJC) | 30–60 °C/W (mieux dans les variantes de tampons thermiques) |
| Dissipation de puissance | Convient aux circuits intégrés de faible à moyenne puissance |
| Inductance du plomb | \~6–10 nH par dérivation (modérée) |
| Capacité de plomb | Bas; Prend en charge des signaux analogiques et numériques stables |
| Capacité actuelle | Limité par l’épaisseur du plomb et l’élévation thermique |
Conseils de disposition de PCB SOIC
Adapter la taille du tampon aux dimensions du câble
Assurez-vous que la longueur et la largeur du tampon PCB correspondent étroitement à la taille du fil en aile de mouette du SOIC. Cela favorise la formation correcte des joints de soudure et la stabilité mécanique lors du soudage par refusion. Les pastilles trop petites ou trop grandes peuvent provoquer des joints faibles ou des défauts de soudure.
Utiliser des pastilles définies par un masque de soudure
La définition des pastilles avec des limites de masque de soudure permet d’éviter les ponts de soudure entre les broches, en particulier pour les SOIC à pas fin. Cela améliore le contrôle du flux de soudure et augmente le rendement lors de la production de gros volumes.
Autoriser les filets de soudure sur les côtés du fil
Concevez la disposition de la pastille de manière à ce que les filets de soudure soient visibles sur les côtés des fils SOIC. Ces filets améliorent la résistance des joints et facilitent l’inspection visuelle, ce qui facilite la détection des mauvaises soudures lors des contrôles de qualité.
Évitez le masque de soudure entre les broches
Le fait de laisser peu ou pas de masque de soudure entre les broches réduit le risque de stratification tombale et de mouillage inégal de la soudure. Il permet également une meilleure répartition de la pâte à souder sur les fils.
Ajouter des vias thermiques pour les tampons exposés
Si la variante SOIC comprend un tampon thermique exposé, ajoutez plusieurs vias sous le tampon pour aider à dissiper la chaleur dans les couches de cuivre internes ou le plan de masse. Cela améliore les performances thermiques dans les applications d’alimentation.
Suivre les directives IPC-7351B
Utilisez les normes IPC-7351B pour sélectionner le bon niveau de densité de terrain :
• Niveau A : Pour les planches à faible densité
• Niveau B : Pour des performances et une fabricabilité équilibrées
• Niveau C : Pour les aménagements à haute densité
Assemblage SOIC et pannes à souder
Application de pâte à souder
À l’aide d’un pochoir en acier inoxydable d’une épaisseur de 100 à 120 μm, appliquez uniformément la pâte à souder sur tous les tampons SOIC. Un volume de pâte constant assure des joints de soudure solides et uniformes tout en minimisant le risque de pontage de soudure ou de broches ouvertes.
Profil de soudure par refusion
Maintenez une température de refusion maximale de 240 à 245 °C. Suivez toujours le profil thermique recommandé par l’IC, y compris les étapes de préchauffage, de trempage, de refusion et de refroidissement appropriées. Cela permet d’éviter d’endommager les composants et d’assurer une formation fiable des joints.
Soudure à la main
Les SOIC peuvent être soudés à la main à l’aide d’un fer à souder à pointe fine et d’un fil à souder de 0,5 mm. Gardez la pointe propre et utilisez une chaleur modérée pour former des joints lisses. Cette méthode convient au prototypage ou à l’assemblage à faible volume où la refusion n’est pas disponible.
Inspection
Après le soudage, inspectez les joints à l’aide d’un microscope optique ou d’un système AOI. Vérifiez les congés latéraux bien formés, la couverture uniforme de la soudure et l’absence de courts-circuits ou de joints froids pour vérifier la qualité de l’assemblage.
Reprise et réparation
Le remaniement des SOIC peut être effectué à l’aide d’outils à air chaud ou d’un fer à souder. Évitez le chauffage prolongé car il peut provoquer le délaminage du PCB ou le soulèvement du tampon. Appliquez du flux et de la chaleur avec précaution pour retirer ou remplacer la pièce sans endommager la carte.
Fiabilité du SOIC et atténuation des défaillances
| Mode de défaillance | Cause fréquente | Stratégie de prévention |
|---|---|---|
| Fissuration des joints de soudure | Cycles thermiques répétés | Utilisez des tampons de décharge thermique et des couches de cuivre plus épaisses |
| Popcorning | Humidité piégée dans le composé du moule | Cuire les SOIC à 125 °C avant de souder |
| Levage / Délaminage du plomb | Chaleur de soudure excessive | Appliquer une refusion contrôlée avec une augmentation progressive de la température |
| Dommages causés par les contraintes mécaniques | Flexion, vibration ou impact d’un circuit imprimé | Utilisez des raidisseurs ou un sous-remplissage de PCB pour réduire les contraintes |
Structure et dimensions de l’emballage SOIC
| Fonctionnalité | Descriptif |
|---|---|
| Nombre de prospects | Varie généralement de 8 à 28 broches |
| Pitch principal | Espacement standard de 1,27 mm (50 mils) |
| Largeur du corps | Étroit (3,9 mm) ou large (7,5 mm) |
| Type de plomb | Câbles papillon adaptés au montage en surface |
| Hauteur du colis | Entre 1,5 mm et 2,65 mm |
| Encapsulation | Résine époxy noire pour la protection physique |
| Coussin thermique | Certaines versions ont un coussin métallique en dessous |
En conclusion
Les boîtiers SOIC sont fiables, peu encombrants et adaptés aux circuits petits et complexes. Avec différents types disponibles, ils s’adaptent à de nombreuses applications. Le respect des directives de disposition, de soudure et de manipulation permet d’éviter les problèmes et de garantir de bonnes performances. La compréhension des fiches techniques et des normes permet également d’améliorer la conception et l’assemblage.
Foire aux questions
11.1. Les colis SOIC sont-ils conformes à la directive RoHS ?
Oui. La plupart des emballages SOIC modernes sont conformes à la directive RoHS et utilisent des finitions sans plomb comme l’étain mat ou le NiPdAu. Vérifiez toujours la conformité dans la fiche technique du composant.
11.2. Les puces SOIC peuvent-elles être utilisées pour les circuits haute fréquence ?
Seulement jusqu’à une certaine limite. Les SOIC fonctionnent bien pour les fréquences modérées, mais leur inductance principale les rend moins adaptés aux conceptions RF à haute fréquence.
11.3. Les composants SOIC ont-ils besoin de conditions de stockage particulières ?
Oui. Ils doivent être conservés dans des emballages secs et scellés. S’ils sont exposés à l’humidité, ils peuvent avoir besoin d’être cuits avant d’être soudés pour éviter de les endommager.
11.4. Les pièces SOIC peuvent-elles être soudées à la main ?
Oui. Leur pas de plomb de 1,27 mm les rend plus faciles à souder à la main par rapport aux circuits intégrés à pas fin.
11.5. Quel nombre de couches de PCB fonctionne le mieux avec les boîtiers SOIC ?
Les SOIC fonctionnent à la fois sur les PCB 2 couches et multicouches. Pour des besoins énergétiques ou thermiques, les cartes multicouches avec des plans de masse sont plus performantes.
11.6. Le SOIC et le SOP sont-ils identiques ?
Presque. SOIC est le terme JEDEC, tandis que SOP est un nom de package similaire utilisé en Asie. Ils sont souvent interchangeables mais peuvent présenter de légères différences de taille.