Корпус PLCC

Корпус PLCC — это тип пластикового корпуса для микросхем, предназначенный для поверхностного монтажа (SMT, Surface Mount Technology), характеризующийся квадратной или прямоугольной формой с выводами (контактами), расположенными по всем четырём сторонам корпуса. Аббревиатура PLCC расшифровывается как Plastic Leaded Chip Carrier (пластиковый носитель кристалла с выводами). Корпуса PLCC широко применялись в электронике с 1980-х годов для установки микроконтроллеров, микропроцессоров, микросхем памяти и программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). В настоящее время постепенно вытесняются более современными типами корпусов (например, QFP и BGA), но продолжают использоваться в некоторых специализированных устройствах и при ремонте.

Конструкция и особенности

Корпус PLCC представляет собой прямоугольную или квадратную пластиковую основу, внутри которой размещён полупроводниковый кристалл. Выводы (контакты) выполнены в виде J-образных лепестков, загнутых под корпус, что отличает их от S-образных выводов у корпусов типа SOIC (Small Outline Integrated Circuit) или прямых выводов у DIP (Dual In-line Package). Такая форма обеспечивает компактность и позволяет разместить большее количество контактов на единицу площади.

Основные конструктивные параметры:

• Количество выводов: от 20 до 84 (наиболее распространены 28, 44, 52, 68, 84 контакта).
• Шаг выводов: обычно 1,27 мм (50 мил), реже 0,8 мм или 1,0 мм.
• Размер корпуса: зависит от количества выводов, например, для 44-выводного PLCC типичный размер составляет 17,5 × 17,5 мм.
• Материал корпуса: пластик (обычно эпоксидная смола с наполнителем).
• Тип монтажа: поверхностный (SMT), но также возможна установка в специальную панель (socket) для программирования или тестирования.

Корпуса PLCC имеют маркировку, указывающую на производителя, тип микросхемы и дату выпуска. Также на корпусе часто присутствует ключ (выемка или метка) для правильной ориентации при монтаже.

История

Разработка корпусов PLCC началась в конце 1970-х — начале 1980-х годов как ответ на потребность в более компактных и надёжных способах монтажа микросхем по сравнению с традиционными DIP-корпусами. Первые коммерческие образцы появились в середине 1980-х годов. PLCC стал одним из первых массовых типов корпусов для поверхностного монтажа, наряду с SOIC и QFP.

В 1990-е годы PLCC активно использовался в персональных компьютерах, бытовой электронике, телекоммуникационном оборудовании и промышленной автоматике. Однако с развитием технологий и увеличением требований к плотности монтажа и тепловым характеристикам PLCC начал уступать место корпусам с более мелкими выводами (QFP) и безвыводным конструкциям (BGA, QFN). Тем не менее, PLCC остаётся распространённым в устройствах, где требуется возможность замены микросхемы без перепайки (например, в программируемых логических матрицах и микроконтроллерах, устанавливаемых в панели).

Классификация

Корпуса PLCC можно классифицировать по нескольким признакам:

По количеству выводов

• Малые (20–28 выводов) — используются для простых микросхем (логика, операционные усилители).
• Средние (32–52 вывода) — для микроконтроллеров, памяти.
• Большие (68–84 вывода) — для ПЛИС, микропроцессоров.

По типу монтажа

• Стандартные (для пайки на плату).
• С панелью (socket) — для программирования или тестирования. Панели PLCC позволяют многократно устанавливать и извлекать микросхему без повреждения выводов.

По материалу

• Пластиковые (основной тип).
• Керамические (редко, для специальных применений, например, в военной или космической электронике).

Применение

Корпуса PLCC находят применение в следующих областях:

• Микроконтроллеры и микропроцессоры: например, микроконтроллеры Intel 8051, Motorola 68000, а также некоторые модели PIC и AVR.
• Микросхемы памяти: EPROM, EEPROM, Flash-память (например, 27C512, 28F256).
• Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС): например, Altera MAX 7000, Xilinx XC9500.
• Специализированные микросхемы: контроллеры периферии, интерфейсные микросхемы (UART, USB-контроллеры).
• Бытовая электроника: телевизоры, видеомагнитофоны, аудиоаппаратура.
• Промышленная автоматика: контроллеры, измерительные приборы.
• Автомобильная электроника: блоки управления двигателем, системы безопасности.

Особенностью PLCC является возможность установки в панель, что упрощает программирование и замену микросхем в процессе разработки или ремонта. Это делает PLCC популярным в прототипировании и мелкосерийном производстве.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Компактность по сравнению с DIP-корпусами: при одинаковом количестве выводов PLCC занимает меньшую площадь на плате.
• Возможность установки в панель для многократного использования.
• Относительная простота монтажа и демонтажа при ремонте (по сравнению с BGA).
• Хорошая механическая прочность выводов (J-образная форма защищает их от повреждений при транспортировке и установке).

Недостатки

• Меньшая плотность выводов по сравнению с QFP и BGA.
• Ограниченная теплопроводность пластикового корпуса.
• Сложность визуального контроля качества пайки (выводы скрыты под корпусом).
• Постепенное вытеснение более современными типами корпусов (QFP, QFN, BGA).

Критика и перспективы

Корпуса PLCC критикуются за относительно низкую плотность монтажа и сложность автоматизированной пайки из-за J-образных выводов. В современных высокопроизводительных устройствах PLCC практически не используется из-за ограничений по тепловыделению и количеству контактов. Однако в нишевых областях, таких как ремонт старой электроники, программирование микросхем памяти и ПЛИС, а также в образовательных целях, PLCC сохраняет свою актуальность.

В России корпуса PLCC продолжают применяться в некоторых промышленных контроллерах и устройствах, где требуется надёжность и возможность замены микросхем без перепайки. Производство микросхем в таких корпусах осуществляется как зарубежными (например, Microchip, Intel, Altera), так и отечественными предприятиями (например, АО «Микрон», АО «Ангстрем»).

Интересные факты

• Корпуса PLCC иногда называют «квадратными DIP» из-за схожести принципа расположения выводов, но с четырёх сторон.
• Панели для PLCC часто используются в программаторах микросхем (например, в устройствах TL866 и его аналогах).
• Некоторые микросхемы в корпусе PLCC могут быть перепрограммированы (например, Flash-память) без извлечения из панели, что удобно при отладке.

Источники

• Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники». — М.: Мир, 2003.
• Титце У., Шенк К. «Полупроводниковая схемотехника». — М.: ДМК Пресс, 2008.
• Техническая документация на корпуса PLCC (JEDEC Standard MO-047, MO-052).
• Каталоги производителей микросхем (Microchip, Intel, Altera).
• Учебные пособия по технологии поверхностного монтажа (SMT).