IC-kanta


IC-kanta, eli mikropiirikanta, on komponentti, joka kytkee mekaanisesti mikropiirin piirilevyyn ilman juotettua liitosta. Näin mikropiiri voidaan jälkeenpäin irrottaa helposti.

Rakenne


Mikropiirikanta rakentuu yleensä muovikotelosta, jonka pinnalla olevien metallisten joustimien väliin mikropiirin liitosjohtimet kiinnittyvät kitkan vaikutuksesta. Metallijoustimet toimivat samalla mikropiirikannan liitosjohtimina, jotka ovat kiinni piirilevyssä. Mikropiirikanta voi olla joko läpiladottava tai pintaliitoskomponentti.

Tyypit


Mikropiirikannat suunnitellaan mikropiirin kotelotyypin mukaan. Kaksirivisille mikropiireille 1960-luvulla kehitetty DIP (Dual In Package) -kotelo on vanhin vielä käytössä oleva tyyppi, johon sopivia mikropiirikantoja on suunniteltu (holkkikanta). 1980-luvulta lähtien mikropiireissä tarvittavien liitosjohtimien määrä on kasvanut suureksi, mikä johti läpiladottavien kotelotyyppien (mm. LCC ja SOIC) yleistymiseen. Läpiladottavissa kotelotyypeissä liitosjohtimien välinen etäisyys voi olla huomattavasti pienempi, minkä ansiosta mikropiiri vie 30-50% vähemmän tilaa piirilevyllä. SOIC-tyyppisessä kotelossa johtimien välinen etäisyys on tyypillisesti 0.050 tuumaa (1.27 mm).

Nykyisin kätössä on useita kymmeniä erilaisia kotelotyyppejä ja näille suunniteltuja mikropiirikantoja. Yleisimmät näistä on listattu alla kehittämisajankohdan mukaisessa järjestyksessä.

1960:
  • holkkikanta (DIP, Dual In Package)
1970:
  • BGA-kanta (Ball Grid Array)
1980:
  • PGA-kanta (Pin Grid Array)
  • LCC-kanta (Leaded Chip Carrier)
  • SOIC-kanta (Small-Outline Integraged Circuit)
1990:
  • QFP-kanta (Quad Flat Pack)
  • TSOP-kanta (Thin small-outline packages)
  • LGA-kanta (Land Grid Array)

ic_socket_01.jpgic_socket_02.jpgic_socket_03.jpg
LCC-tyyppinen IC-kanta ja tähän sopiva koteloitu mikropiiri (vas.), holkkityyppinen kanta (kesk.) sekä SOIC-tyyppinen kanta (vas.)

Sovellukset


Jokainen mikropiirin liitosjohtimista kiinnittyy kannan metallisten joustimien väliin kitkan avulla. Mikropiireissä, joissa liitosjohtimien määrä on hyvin suuri, kitkan voittamiseen tarvittava voima voi olla niin suuri, että se vaurioittaisi mikropiiriä.

Nollavoimakanta


Nollavoimakannassa (ZIF, Zero Inserion Force) on erillinen vipu, jolla metallijoustimet saadaan liikkumaan erilleen toisistaan. Näin mikropiirin liitosjohtimet voidaan asettaa joustimien väliin ilman kosketuksesta aiheutuvaa kitkaa, minkä jälkeen joustimet viedään takaisin yhteen ja liitosjohtimet puristuvat näiden väliin. PGA-tyyppiset nollavoimakannat ovat tyypillisiä tietokoneden mikroprosessorien yhteydessä. Nykyään prosessorivalmistajat ovat siirtmässä LGA-tyyppiseen nollavoimakantaan.

LIF-kanta


LIF-kannassa (LIF, Low Insertion Force) tarvittava voima on huomattavasti perinteisiä mikropiirikantoja pienempi. Tämän tyyppiset kannat on suunniteltu käytettäviksi laitteesta usein irrotettavien mikropiirien, kuten muistikorttien, kanssa.


  1. http://en.wikipedia.org/wiki/Chip_carrier
  2. http://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_circuit
  3. http://www.ele.tut.fi/teaching/ele-4150/lyhenteet.pdf