Корпус TSSOP

TSSOP (Thin Shrink Small Outline Package) — это тип корпуса для поверхностного монтажа (SMD) интегральных микросхем, представляющий собой уменьшенную и утончённую версию стандартного корпуса SSOP (Shrink Small Outline Package). Относится к семейству корпусов SOIC (Small Outline Integrated Circuit) и характеризуется малым шагом выводов (обычно 0,65 мм или 0,5 мм), малой высотой (не более 1,2 мм) и высокой плотностью монтажа. TSSOP широко применяется в современной микроэлектронике для упаковки цифровых и аналоговых микросхем, включая операционные усилители, микроконтроллеры, интерфейсные драйверы и логические элементы.

История и развитие

Корпуса типа TSSOP были разработаны в конце 1980-х — начале 1990-х годов как ответ на потребность в миниатюризации электронных устройств. Стандартные корпуса SOIC с шагом выводов 1,27 мм занимали слишком много места на печатной плате, что ограничивало возможности разработчиков портативной техники. В 1990 году компания JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) утвердила стандарт MO-153, который описывал геометрию TSSOP. Ключевым нововведением стало уменьшение шага выводов до 0,65 мм и снижение высоты корпуса до 1,1 мм (против 1,75 мм у стандартного SOIC). Это позволило размещать большее количество выводов на той же площади платы.

В 1990-е годы TSSOP быстро вытеснил более громоздкие корпуса в таких областях, как производство ноутбуков, мобильных телефонов и жёстких дисков. К началу 2000-х годов он стал одним из стандартных типов корпусов для микросхем средней степени интеграции (от 8 до 56 выводов). В настоящее время TSSOP продолжает использоваться, хотя в ультракомпактных устройствах его постепенно вытесняют корпуса типа QFN (Quad Flat No-leads) и BGA (Ball Grid Array).

Конструкция и характеристики

Геометрия

Корпус TSSOP представляет собой прямоугольную пластиковую (обычно из эпоксидной смолы) или керамическую основу, на которой расположены два ряда выводов (Gull-wing — «крыло чайки»), отходящих от длинных сторон корпуса. Основные размеры варьируются в зависимости от количества выводов:

• Шаг выводов: 0,65 мм (наиболее распространён), реже 0,5 мм или 0,4 мм.
• Высота корпуса: от 0,95 мм до 1,2 мм (в зависимости от производителя и стандарта).
• Длина корпуса: от 3,0 мм (для 8-выводных вариантов) до 12,5 мм (для 56-выводных).
• Ширина корпуса: обычно 4,4 мм или 6,1 мм (для корпусов с большим числом выводов).

Материалы

• Подложка: стеклотекстолит или керамика.
• Корпус: пластик (эпоксидная смола с наполнителем), реже — керамика для высокотемпературных применений.
• Выводы: лужёная медь или сплав «Ковар» (железо-никелевый сплав), покрытый оловом или золотом.

Электрические и тепловые параметры

• Максимальная рассеиваемая мощность: от 0,5 Вт до 1,5 Вт (в зависимости от числа выводов и материала подложки).
• Температурный диапазон: от −55 °C до +125 °C (для промышленных и военных спецификаций).
• Индуктивность выводов: около 2–5 нГн на вывод (ниже, чем у DIP, но выше, чем у QFN).
• Емкость выводов: 0,2–0,5 пФ.

Маркировка

На верхней стороне корпуса наносится маркировка, содержащая:

• Логотип производителя.
• Код типа микросхемы.
• Дату изготовления (год и неделя).
• Код партии.

Классификация

TSSOP подразделяется на несколько подтипов, различающихся по ширине корпуса и шагу выводов. Основные стандарты JEDEC:

Реже встречаются варианты с шагом 0,5 мм (например, TSSOP-20 с шагом 0,5 мм) — они обозначаются как TSSOP (Fine Pitch) или HTSSOP (High Temperature TSSOP). Также существует подтип HTSSOP (High Thermal TSSOP), который имеет встроенную теплопроводящую площадку (exposed pad) на нижней стороне корпуса для улучшения отвода тепла.

Применение

TSSOP используется в устройствах, где требуется компромисс между миниатюризацией, надёжностью и стоимостью. Основные области применения:

• Портативная электроника: смартфоны, планшеты, ноутбуки, цифровые камеры — для упаковки контроллеров питания, интерфейсных микросхем (USB, HDMI, I²C), усилителей.
• Автомобильная электроника: блоки управления двигателем, системы ABS, подушки безопасности — корпуса TSSOP с расширенным температурным диапазоном (до +125 °C).
• Промышленная автоматика: программируемые логические контроллеры (ПЛК), датчики, приводы — для микросхем логики, операционных усилителей, АЦП/ЦАП.
• Медицинская техника: слуховые аппараты, кардиомониторы, глюкометры — благодаря компактности и низкому энергопотреблению.
• Бытовая техника: стиральные машины, микроволновые печи, кондиционеры — для управления двигателями и сенсорами.

Преимущества

• Малый размер — позволяет размещать микросхемы на плате с высокой плотностью.
• Низкая стоимость — по сравнению с корпусами BGA и QFN, TSSOP дешевле в производстве и монтаже.
• Хорошая ремонтопригодность — выводы доступны для визуального контроля и ручной пайки.
• Совместимость с автоматизированным монтажом — стандартный шаг 0,65 мм поддерживается большинством сборочных линий.

Недостатки

• Ограниченная теплопроводность — без встроенной тепловой площадки (как у HTSSOP) отвод тепла затруднён.
• Чувствительность к изгибу платы — длинные выводы могут деформироваться при механических нагрузках.
• Ограниченное число выводов — максимальное количество выводов в TSSOP обычно не превышает 56, что недостаточно для сложных микросхем (например, современных процессоров).

Монтаж и пайка

TSSOP монтируется на печатную плату методом поверхностного монтажа (SMT). Основные этапы:

1. Нанесение паяльной пасты через трафарет (толщина слоя 0,12–0,15 мм).
2. Установка компонента с помощью pick-and-place оборудования.
3. Оплавление в конвекционной печи (профиль температуры: предварительный нагрев 150–180 °C, пик 230–250 °C, время выше 217 °C — 30–60 секунд).
4. Контроль — визуальный или автоматический оптический (AOI) для проверки качества пайки.

Для ручной пайки используется паяльник с тонким жалом (температура 350–400 °C) и флюс. При пайке важно избегать перегрева корпуса (более 260 °C) — это может привести к растрескиванию пластика или повреждению кристалла.

Сравнение с другими корпусами

Интересные факты

• TSSOP часто путают с SSOP (Shrink Small Outline Package), но у TSSOP шаг выводов меньше (0,65 мм против 0,8 мм у SSOP) и ниже высота.
• В некоторых источниках TSSOP называют «Thin SSOP» или «TSSOP (Thin)», что подчёркивает его происхождение от SSOP.
• Корпуса TSSOP с шагом 0,5 мм (Fine Pitch) требуют специального оборудования для монтажа, так как зазоры между выводами очень малы.
• В России TSSOP широко используется в производстве бытовой электроники, например, в телевизорах и блоках питания, выпускаемых на предприятиях «Микрон» (Зеленоград) и «Ангстрем» (Зеленоград).

Источники

• JEDEC Standard MO-153 — Thin Small Outline Package (TSSOP) Family.
• IPC-7351 — Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard.
• «Справочник по корпусам интегральных микросхем» / Под ред. В. А. Шахнова. — М.: Радио и связь, 2005.
• Texas Instruments Application Report: «TSSOP Package Thermal Characteristics» (SLUA271).
• «Монтаж поверхностно-монтируемых компонентов» / И. Г. Гусев. — СПб.: БХВ-Петербург, 2010.