이중 직렬 패키지

섬네일|upright=1|4000 시리즈 로직 IC, 0.3인치 너비 14핀 플라스틱 DIP 패키지(DIP14N), 일명 PDIP (Plastic DIP)
섬네일|upright=1|EPROM IC, 0.6인치 너비 세라믹 DIP40W, DIP32W, DIP28W, DIP24W 패키지, 일명 CDIP (Ceramic DIP)
alt=|섬네일|0.3인치 너비 16핀(DIP16N) 풋프린트를 가진 8접점 DIP 스위치
마이크로일렉트로닉스에서 이중 직렬 패키지(dual in-line package, DIP 또는 DIL)는 직사각형 하우징과 두 줄의 병렬 전기 연결 핀을 가진 전자 부품 패키지이다. 이 패키지는 스루홀 방식으로 인쇄 회로 기판(PCB)에 장착하거나 소켓에 삽입할 수 있다. 이중 직렬 형식은 1964년 페어차일드 반도체 R&D의 돈 포브스, 렉스 라이스, 브라이언트 로저스가 발명했는데, 그 당시 원형 트랜지스터형 패키지에서 사용할 수 있는 제한된 수의 리드가 집적 회로 사용에 제약이 되었기 때문이다. 점점 더 복잡한 회로는 더 많은 신호 및 전원 공급 리드를 필요로 했고(렌트의 법칙에서 관찰되는 바와 같이) 결국 마이크로프로세서와 유사한 복잡한 장치들은 DIP 패키지에 담을 수 있는 것보다 더 많은 리드를 필요로 했으며, 이는 고밀도 칩 캐리어의 개발로 이어졌다. 또한 정사각형 및 직사각형 패키지는 패키지 아래에 인쇄 회로 배선을 라우팅하기 쉽게 만들었다.

DIP는 일반적으로 핀의 총 개수를 나타내는 'DIPn으로 불리며, 때로는 좁은(0.3인치) 패키지 폭을 나타내는 "N" 또는 넓은(0.6인치) 폭을 나타내는 "W"가 덧붙여지기도 한다. 예를 들어, 두 줄의 7개 수직 리드를 가진 마이크로회로 패키지는 DIP14 또는 DIP14N이 된다. 오른쪽 상단의 사진은 세 개의 DIP14 IC를 보여준다. 일반적인 패키지는 최소 4개에서 최대 64개의 리드를 가진다. 많은 아날로그 및 디지털 집적 회로 유형이 DIP 패키지로 제공되며, 트랜지스터, 스위치, 발광 다이오드, 저항기 배열도 마찬가지이다. 리본 케이블용 DIP 플러그는 표준 IC 소켓과 함께 사용할 수 있다.

DIP 패키지는 일반적으로 불투명한 성형 에폭시 플라스틱으로 만들어지며, 이 플라스틱은 장치 다이를 지지하고 연결 핀을 제공하는 주석, 은 또는 금 도금된 리드 프레임 주위에 압착된다. 일부 IC 유형은 고온이나 높은 신뢰성이 요구되는 경우, 또는 패키지 내부에 광학 창이 있는 경우 세라믹 DIP 패키지로 만들어진다. 대부분의 DIP 패키지는 핀을 기판의 구멍에 삽입하고 납땜하여 PCB에 고정한다. 테스트 고정 장치 또는 프로그래밍 가능한 장치를 변경을 위해 제거해야 하는 경우와 같이 부품 교체가 필요한 경우 DIP 소켓을 사용한다. 일부 소켓에는 ZIF(무삽입력) 메커니즘이 포함되어 있다.

DIP 패키지의 변형으로는 한 줄의 핀만 있는 것, 예를 들어 저항 배열이 있으며, 두 번째 핀 줄 대신 히트싱크 탭을 포함할 수 있다. 또한 패키지 양쪽에 두 줄씩 엇갈리게 배치된 네 줄의 핀을 가진 유형도 있다. DIP 패키지는 주로 표면 실장 패키지 유형으로 대체되었는데, 이는 PCB에 구멍을 뚫는 비용을 절감하고 더 높은 상호 연결 밀도를 가능하게 하기 때문이다.

 응용 
 장치 유형 
섬네일|upright=1.85|4개의 DIP IC, DIP LED 바 그래프 디스플레이(왼쪽 위), DIP 7세그먼트 LED 디스플레이(왼쪽 아래)를 포함하는 무납땜 브레드보드에 작동 중인 프로토타입 회로

DIP는 일반적으로 집적 회로(IC)에 사용된다. DIP 패키지의 다른 장치로는 저항 네트워크, DIP 스위치, LED 세그먼트 및 바 그래프 디스플레이, 그리고 전기 기계 전자계전기가 있다.

리본 케이블용 DIP 커넥터 플러그는 컴퓨터 및 기타 전자 장비에서 흔히 사용된다.

댈러스 반도체는 IC 칩과 교체 불가능한 10년 수명 리튬 배터리를 포함하는 통합 DIP 실시간 시계(RTC) 모듈을 제조했다.

이산 부품을 납땜할 수 있는 DIP 핀 헤더 블록은 구성 변경, 선택적 기능 또는 교정을 위해 부품 그룹을 쉽게 제거해야 하는 경우에 사용되었다.

 사용 
섬네일|upright=1.2|브레드보드 프로토타입: SMD 부품을 DIP 및 SIP 브레이크아웃 보드에 납땜하여 제작된 초음파 마이크로폰 프리앰프
원래의 이중 직렬 패키지는 1964년 페어차일드 반도체에서 근무하던 브라이언트 "벅" 로저스가 발명했다. 최초의 장치들은 14개의 핀을 가졌고 오늘날의 모습과 매우 유사했다. 직사각형 모양 덕분에 집적 회로를 이전의 원형 패키지보다 더 조밀하게 패키징할 수 있었다. 이 패키지는 자동 조립 장비에 매우 적합했다. PCB에 수십 또는 수백 개의 IC를 채운 다음, 회로 기판의 모든 부품을 웨이브 솔더링 기계에서 한 번에 납땜하고 자동 테스트 기계로 넘겨 매우 적은 인력으로 작업을 완료할 수 있었다. DIP 패키지는 내부에 있는 집적 회로에 비해 여전히 컸다. 20세기 말에는 표면 실장 패키지가 시스템의 크기와 무게를 더욱 줄일 수 있게 했다. DIP 칩은 브레드보드에 쉽게 삽입하고 사용할 수 있기 때문에 회로 프로토타입 제작에 여전히 인기가 많다.

DIP는 1970년대와 1980년대 마이크로일렉트로닉스 산업의 주류였다. 플라스틱 리드 칩 캐리어(PLCC) 및 소형 외형 집적 회로(SOIC)와 같은 새로운 표면 실장 기술(SMT) 패키지의 등장으로 21세기 첫 10년 동안 그 사용이 감소했지만, DIP는 1990년대 내내 광범위하게 사용되었으며 오늘날에도 여전히 사용되고 있다. 일부 최신 칩은 표면 실장 패키지 유형으로만 제공되기 때문에 여러 회사에서 이러한 표면 실장 장치(SMD)를 스루홀 브레드보드 및 납땜 프로토타입 보드(예: 스트립보드 및 퍼프보드)와 함께 DIP 장치처럼 사용할 수 있도록 다양한 프로토타입 어댑터를 판매한다. (SMT는 일반적으로 프로토타입 제작에 상당한 문제, 적어도 불편함을 초래할 수 있다. SMT의 대량 생산에 유리한 특성 대부분이 프로토타입 제작에는 어려움이 된다.)

EPROM 및 GAL과 같은 프로그래밍 가능한 장치의 경우, DIP는 외부 프로그래밍 회로와 쉽게 다룰 수 있어(즉, DIP 장치를 프로그래밍 장치의 소켓에 간단히 꽂을 수 있었기 때문에) 수년간 인기를 유지했다. 그러나 이제 인 시스템 프로그래밍(ISP) 기술이 최첨단이 되면서 DIP의 이러한 장점도 빠르게 중요성을 잃고 있다.

1990년대 내내, 20개 미만의 리드를 가진 장치는 일반적으로 새로운 형식 외에도 DIP 형식으로 제조되었다. 2000년경부터는 새로운 장치들이 DIP 형식으로 제공되지 않는 경우가 많다.

 장착 
DIP는 스루홀 납땜 또는 소켓에 장착할 수 있다. 소켓은 장치 교체를 용이하게 하고 납땜 중 과열로 인한 손상 위험을 제거한다. 일반적으로 소켓은 소켓보다 훨씬 비싼 고가 또는 대형 IC에 사용되었다. 테스트 장비나 EPROM 프로그래머와 같이 장치를 자주 삽입하고 제거해야 하는 경우에는 ZIF 소켓이 사용되었다.

DIP는 교육, 설계 개발 또는 장치 테스트를 위한 임시 장착 방식인 브레드보드와 함께 사용되기도 한다. 일부 아마추어는 단일 제작 또는 영구적인 프로토타입 제작을 위해 DIP와 포인트 투 포인트 배선을 사용하며, 이 방식의 일부로 물리적으로 뒤집었을 때의 모습에서 "죽은 벌레 방식"이라는 비공식적인 용어가 유래했다.

 구조 
섬네일|upright=0.8|이중 직렬 패키지 (DIP) IC의 측면도
섬네일|이중 직렬 (DIP) 집적 회로 금속 테이프 베이스 (접점 포함)
IC 칩을 포함하는 DIP의 본체(하우징)는 일반적으로 성형 플라스틱 또는 세라믹으로 만들어진다. 세라믹 하우징의 밀폐성은 매우 높은 신뢰성 장치에 선호된다. 그러나 대다수의 DIP는 열경화성 성형 공정을 통해 제조되는데, 이때 에폭시 성형 컴파운드가 가열되어 압력 하에 장치를 캡슐화한다. 수지 경화 주기는 일반적으로 2분 미만이며, 한 번의 주기로 수백 개의 장치를 생산할 수 있다.

리드는 패키지의 긴 쪽 가장자리, 패키지의 상단 및 하단 평면에 평행하게 나오며, 약 90도(또는 약간 덜, 패키지 본체 중심선에서 약간 바깥쪽으로 기울어지도록) 아래로 구부러진다. (가장 일반적인 DIP와 가장 유사한 SMT 패키지인 SOIC는 크기 스케일을 제외하고는 본질적으로 동일하게 보이지만, 리드가 아래로 구부러진 후 다시 동일한 각도로 위로 구부러져 패키지 바닥 평면과 평행하게 된다는 차이가 있다.) 세라믹(CERDIP) 패키지에서는 에폭시 또는 그라우트가 두 반쪽을 밀폐적으로 봉인하는 데 사용되어 내부에 있는 IC 다이를 보호하기 위해 공기와 수분 (물)에 대한 밀폐를 제공한다. 플라스틱 DIP (PDIP) 패키지는 일반적으로 리드 주변의 플라스틱 반쪽을 융합하거나 접착하여 봉인하지만, 플라스틱 자체가 일반적으로 수분에 다소 다공성이며, 이 공정이 리드와 플라스틱 사이의 모든 지점에서 미세한 밀봉을 보장할 수 없기 때문에 높은 수준의 밀폐성은 달성되지 않는다. 그러나 오염 물질은 일반적으로 충분히 잘 차단되어 장치가 제어된 환경에서 합리적인 관리를 통해 수십 년 동안 안정적으로 작동할 수 있다.

패키지 내부에는 리드가 아래쪽 절반에 삽입되어 있으며, 패키지 중앙에는 IC 다이가 접착되는 직사각형 공간, 챔버 또는 빈 공간이 있다. 패키지의 리드는 주변부에서 나오는 위치에서 다이 주변의 직사각형 둘레를 따라 점들까지 패키지 내부에서 대각선으로 뻗어 있으며, 다이의 미세한 접점으로 갈수록 가늘어진다. 이 다이 주변 접점과 다이 자체의 본드 패드 사이에는 극히 미세한 본드 와이어(육안으로는 거의 보이지 않음)가 용접되어 각 본드 패드에 하나의 리드를 연결하고 마이크로회로와 외부 DIP 리드 간의 최종 연결을 만든다. 본드 와이어는 일반적으로 팽팽하지 않고 약간 위로 루프를 이루어 재료의 열팽창 및 수축에 대한 여유를 제공한다. 만약 단일 본드 와이어가 끊어지거나 분리되면 전체 IC가 쓸모없게 될 수 있다. 패키지 상단은 이 모든 섬세한 조립체를 본드 와이어를 짓누르지 않고 덮어 외부 물질의 오염으로부터 보호한다.

일반적으로 회사 로고, 영숫자 코드 및 때로는 단어가 패키지 상단에 인쇄되어 제조업체 및 유형, 제조 시기(일반적으로 연도 및 주 번호), 때로는 제조 장소 및 기타 독점 정보(예: 개정 번호, 제조 공장 코드 또는 스테핑 ID 코드)를 식별한다.

다이 주변에서 패키지 주변의 두 줄로 모든 리드를 기본적으로 방사형 패턴으로 한 평면에 배치해야 하는 필요성은 더 많은 리드 수를 가진 DIP 패키지가 리드 줄 사이의 간격을 더 넓게 가져야 하는 주된 이유이며, 이는 실용적인 DIP 패키지가 가질 수 있는 리드 수를 효과적으로 제한한다. 많은 본드 패드(예: 15개의 인버터가 있는 칩, 32개의 리드 필요)를 가진 매우 작은 다이조차도 내부 방사형 리드를 수용하기 위해 더 넓은 DIP가 여전히 필요하다. 이것이 PGA와 같은 4면 및 여러 줄 패키지가 도입된 이유 중 하나이다(1980년대 초반경).

대형 DIP 패키지(예: 모토로라 68000 CPU에 사용된 DIP64)는 핀과 다이 사이에 패키지 내부 리드가 길어 고속 장치에는 적합하지 않다.

일부 다른 유형의 DIP 장치는 매우 다르게 제작된다. 이들 대부분은 성형 플라스틱 하우징과 직선 리드 또는 패키지 바닥에서 직접 나오는 리드를 가지고 있다. 특히 LED 디스플레이의 경우, 하우징은 일반적으로 바닥/후면이 열려 있는 속이 빈 플라스틱 상자이며, 포함된 전자 부품 주위는 리드가 나오는 단단하고 반투명한 에폭시 재료로 채워져 있다. DIP 스위치와 같은 다른 장치들은 두 개(또는 그 이상)의 플라스틱 하우징 부품으로 구성되어 있으며, 일련의 접점과 작은 기계 부품 주위에서 서로 맞물리거나 용접되거나 접착되어 있고, 리드는 성형된 구멍 또는 플라스틱의 노치를 통해 나온다.

 변형 
섬네일|upright=1.4|여러 PDIP 및 CERDIP. 전경의 대형 CERDIP은 NEC 8080AF (인텔 8080 호환) 마이크로프로세서이다.

IC용 DIP 변형은 주로 패키징 재료에 따라 다음과 같이 구분된다.
 세라믹 이중 직렬 패키지 (CERDIP 또는 CDIP) 플라스틱 이중 직렬 패키지 (PDIP) 수축 플라스틱 이중 직렬 패키지 (SPDIP) – 리드 피치 0.07인치(1.778mm)의 더 조밀한 PDIP 버전.
 스키니 이중 직렬 패키지 (SDIP 또는 SPDIP) – 때때로 "좁은" 0.300인치(또는 300 밀) 너비의 DIP를 지칭하는 데 사용되며, 특히 24핀 이상의 DIP와 같이 일반적으로 "넓은" 0.600인치 너비의 DIP 패키지로 제공되는 경우 명확화가 필요할 때 사용된다. "좁은" DIP 패키지의 일반적인 올바른 전체 사양의 예는 300밀 본체 너비, 핀 피치이다.

EPROM은 칩 다이 위에 투명 석영의 원형 창이 있는 세라믹 DIP로 판매되었으며, 이를 통해 자외선으로 부품을 지울 수 있었다. 종종 동일한 칩은 더 저렴한 창 없는 PDIP 또는 CERDIP 패키지로 일회성 프로그래밍 가능(OTP) 버전으로도 판매되었다. 창이 있는 패키지와 창이 없는 패키지는 마이크로컨트롤러 및 EPROM 메모리를 포함하는 기타 장치에도 사용되었다. 창이 있는 CERDIP 패키지 EPROM은 초기 IBM PC 클론의 많은 바이오스 ROM에 사용되었으며, 주변 광 노출로 인한 우발적인 삭제를 방지하기 위해 창에 접착 라벨이 부착되었다.

성형 플라스틱 DIP는 세라믹 패키지보다 훨씬 저렴하다. 1979년 한 연구에 따르면 14핀 플라스틱 DIP는 약 US$0.063이었고 세라믹 패키지는 US$0.82였다.

 단일 직렬 
섬네일|upright=1|단일 직렬 패키지 (SIP 또는 SIL) 장치 샘플 패키지단일 직렬 패키지(영어: single in-line package, SIP 또는 SIL 패키지')는 한 줄의 연결 핀을 가지고 있다. DIP만큼 인기가 많지는 않지만, RAM 칩과 공통 핀을 가진 여러 저항기를 패키징하는 데 사용되었다. 일반적인 최대 핀 수가 64개인 DIP에 비해 SIP는 일반적인 최대 핀 수가 24개이며 패키지 비용이 더 저렴하다.

단일 직렬 패키지의 한 변형은 리드 프레임의 일부를 히트싱크 탭으로 사용한다. 이 다중 리드 전원 패키지는 오디오 전력 증폭기와 같은 응용 분야에 유용하다.

 쿼드 직렬 
섬네일|upright=1|QIP에 있는 록웰 6502 기반 마이크로컨트롤러

QIP는 때때로 QIL 패키지라고도 불리며, DIL 패키지와 동일한 크기를 가지지만 각 면의 리드가 번갈아 지그재그 형태로 구부러져 네 줄의 솔더 패드(DIL의 경우 두 줄)를 수용한다. QIL 설계는 패키지 크기를 늘리지 않고 솔더 패드 사이의 간격을 늘렸는데, 두 가지 이유가 있다.
 더 안정적인 납땜을 가능하게 했다. 현재 사용되는 훨씬 더 가까운 솔더 패드 간격을 고려할 때 오늘날에는 이상하게 보일 수 있지만, QIL의 전성기였던 1970년대에는 DIL 칩에서 인접 솔더 패드 간의 솔더 브리지가 때때로 문제가 되었다.
 QIL은 또한 2개의 솔더 패드 사이에 구리 트랙을 연결할 가능성을 높였다. 이는 당시 표준이었던 단면 단일 레이어 PCB에서 매우 유용했다.

 리드 개수 및 간격 
JEDEC 표준을 따르는 일반적인 DIP 패키지는 0.1인치(2.54mm)의 리드 간격(리드 피치)을 사용한다(JEDEC MS-001BA). 행 간격은 리드 개수에 따라 달라지며, 0.3인치(7.62mm)(JEDEC MS-001) 또는 0.6인치(15.24mm)(JEDEC MS-011)가 가장 일반적이다. 덜 일반적인 표준화된 행 간격에는 0.4인치(10.16mm)(JEDEC MS-010) 및 0.9인치(22.86mm)가 있으며, 0.3인치, 0.6인치 또는 0.75인치 행 간격에 0.07인치(1.778mm) 리드 피치를 사용하는 경우도 있다.

구소련과 동유럽 국가들은 유사한 패키지를 사용했지만, 0.1인치 대신 2.5mm의 미터법 핀-투-핀 간격을 사용했다.

리드의 수는 항상 짝수이다. 0.3인치 너비의 행의 경우 일반적인 리드 수는 8, 14, 16, 20이며, 4, 6, 18, 24, 28개는 덜 일반적이다. 짝수 개의 리드를 갖기 위해 일부 DIP는 내부 칩에 연결되지 않은(NC) 리드를 갖거나, 두 개의 접지 핀과 같이 중복되기도 한다. 0.6인치 행의 경우 일반적인 리드 수는 24, 28, 32, 40이며, 36, 42, 48, 52, 64개는 덜 일반적이다. 0.9인치 행의 경우 일반적인 리드 수는 50, 64개이다. 모토로라 68000 및 자일로그 Z180과 같은 일부 마이크로프로세서는 64개의 리드 수를 사용했는데, 이는 일반적으로 DIP 패키지의 최대 리드 수이다.

 방향 및 핀 번호 지정 
섬네일|upright=0.8|핀 번호는 시계 반대 방향으로 매겨진다

그림에서 보는 바와 같이, 핀은 핀 1부터 순서대로 번호가 매겨진다. 패키지의 식별 노치가 위에 있을 때, 핀 1은 장치의 왼쪽 위 모서리이다. 때로는 핀 1이 들여쓰기나 페인트 점 표시로 식별되기도 한다.

예를 들어, 14핀 DIP의 경우, 노치가 위에 있을 때 왼쪽 핀들은 1번부터 7번까지(위에서 아래로) 번호가 매겨지고, 오른쪽 핀들은 8번부터 14번까지(아래에서 위로) 번호가 매겨진다.

일부 DIP 장치(예: 세그먼트형 LED 디스플레이, 릴레이 또는 히트싱크 핀으로 핀을 대체한 장치)에서는 핀이 건너뛰어진다. 나머지 핀들은 모든 위치에 핀이 있는 것처럼 번호가 매겨진다.

패키지의 방향을 사람이 시각적으로 식별할 수 있도록 하는 것 외에도, 노치는 자동 칩 삽입 기계가 기계적 감지를 통해 칩의 올바른 방향을 확인할 수 있도록 한다.

 후속 제품 
현재 소비자 가전 및 개인용 컴퓨터에서 특히 인기 있는 표면 실장 패키지인 SOIC(Small Outline IC)는 기본적으로 표준 IC PDIP의 축소 버전이며, SMT 장치가 되게 하는 근본적인 차이는 리드가 두 번 구부러져 플라스틱 하우징의 바닥 평면과 평행하게 평평해진다는 점이다. SOJ(Small Outline J-lead) 및 이름에 "SOP"(Small Outline Package)가 포함된 기타 SMT 패키지는 DIP의 더 먼 친척으로 간주될 수 있다. SOIC 패키지는 DIP의 절반 피치를 가지는 경향이 있으며, SOP는 그 절반, 즉 DIP의 4분의 1 피치를 가진다. (각각 0.1인치/2.54mm, 0.05인치/1.27mm, 0.025인치/0.635mm)

핀 그리드 배열(PGA) 패키지는 DIP에서 발전했다고 볼 수 있다. 대부분의 DIP와 동일하게 핀 중심을 가진 PGA는 1980년대 초중반부터 1990년대까지 마이크로프로세서용으로 인기가 많았다. 인텔 80286부터 P5 펜티엄 프로세서가 장착된 개인용 컴퓨터 사용자들은 이 PGA 패키지에 가장 익숙할 수 있는데, 이들은 종종 메인보드의 ZIF 소켓에 삽입되었다. 유사성이 너무 커서 PGA 소켓은 일부 DIP 장치와 물리적으로 호환될 수 있지만, 그 반대는 거의 사실이 아니다.

 같이 보기 
 칩 캐리어
 DIP 스위치
 플랫팩 (전자)
 집적 회로 패키지 치수 목록
 NORBIT 2 (1967년에 도입된 더 큰 19핀 DIP)
 핀 그리드 배열
 QFP
 표면 실장 기술
 지그재그 인라인 패키지

 각주 

 내용주

분류:칩 패키지
분류:CPU 소켓