Dual in-line package

ICs in DIP-Gehäusen

Einfache DIP-Fassungen

Der englische Begriff Dual in-line package (Akronym DIP, auch Dual In-Line, kurz DIL, dt. »zweireihiges Gehäuse«) ist eine längliche Gehäuseform (engl. Package) für elektronische Bauelemente, bei der sich zwei Reihen von Anschlussstiften (Pins) zur Durchsteckmontage an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses befinden.

Funktion und Anwendung

Die Anschlussstifte sind dazu bestimmt, durch Löcher einer Leiterplatte hindurchgesteckt und von der Unterseite her verlötet zu werden. Bei einlagigen Platinen und auch bei durchkontaktierten mehrlagigen Platinen ist es dadurch im Gegensatz zu obenliegenden oberflächenmontierten Gehäusen möglich, die Bauteile durch Wellenlöten zu löten.

Bauteile in DIP-Gehäusen können auch mit Steckfassungen verwendet werden, um sie auswechseln zu können. DIP ist die klassische Gehäusebauform für integrierte Schaltungen. Es gibt aber auch andere Bauelemente in DIP-Gehäusen, wie zum Beispiel Relais, kleine Schalter (DIP-Schalter) oder Widerstands-Netzwerke. Die Gehäuse haben meistens zwischen 6 und 48 Pins und einen Körper aus Kunststoff oder Keramik. Die Keramikversion wird auch als CERDIP bezeichnet (im Gegensatz dazu PDIP für Plastik-Vergießung).

Für Optokoppler werden oft vier- oder sechsbeinige Gehäuse eingesetzt.

Im Gegensatz zum DIP-Gehäuse hat ein Single in-line package (SIP/SIL, also einreihiges Gehäuse) nur eine Reihe von Anschlussstiften zur Durchsteckmontage. Sowohl bei DIP als auch bei SIP gibt es Bauformen, in der die Pins innerhalb der Reihe versetzt zueinander im Zickzack angeordnet sind, also abwechselnd um ein Rastermaß weiter außen oder innen, wodurch man die Lötaugen oder deren Abstände größer dimensionieren kann. Solche SIP-Bauformen, werden auch ZIP genannt.

Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung sowie der steigenden Anzahl an benötigten Anschlüssen bei Integrierten Schaltungen ist der Einsatz des DIP-Gehäuses seit den 1990er Jahren stark rückläufig. Jedoch sind DIP-Gehäuse im Prototypenstadium hilfreich, da sie im Gegensatz zu SMD-Bauelementen gut von Hand auf Lochrasterplatinen (Leiterplatten mit Lötaugen- bzw. Lochraster zu Experimentierzwecken) verwendet werden können.

Typische Abmessungen

Die meisten DIPs haben ein Pinraster von 2,54 mm und einen Reihenabstand von 7,62 oder 15,24 mm. Aufgrund der zweireihigen Anordnung der Pins haben alle Typen eine geradzahlige Pinanzahl. Die 7,62-mm-Variante hat üblicherweise 8 bis 24 Pins (manchmal auch 28). Die 15,24-mm-Variante ist mit 24, 28, 32 oder 40 Pins ausgestattet (manchmal auch 36, 48, 52 oder 64).

Der JEDEC-Standard sieht auch weniger gebräuchliche Varianten mit 10,16 oder 22,86 mm Reihenabstand vor. Diese Varianten können bis zu 64 Pins haben. Andere standardisierte Varianten haben einen Pinabstand von 1,778 mm.

Selten finden sich auch Bauteile mit einem Pinraster 2 mm und einem Reihenabstand von 5,35 mm.

Pinbelegung

TTL-Chip 7400 mit Innenschaltung und typischer Anschlussbelegung

Standardmäßig stellt man die Chips in Skizzen in einer Ansicht von oben („Bestückungsseite“) dar, und zwar wie im Bild mit dem 7400 gezeigt in Querrichtung, so dass man den Aufdruck direkt lesen kann. Dabei liegt die Kerbe in der einen Gehäuseschmalseite immer links. Links unten bei dieser Kerbe fängt die Zählung der Pins bei 1 an und geht dann im Gegenuhrzeigersinn um den Chip herum bis nach links oben. Der Pin 1 ist zusätzlich meist durch eine aufgedruckte oder eingeprägte Markierung gekennzeichnet.

Die Belegung der Spannungsversorgung folgt bei Digitalschaltungen meistens dem Standard, dass die Masse rechts unten und die positive Betriebsspannung links oben direkt neben der Kerbe angeschlossen werden. Aufgrund dieser Standardisierung lohnt es sich auch, Steckfassungen für diese ICs mit schon eingebauten Stützkondensatoren anzubieten.

DIL versus SMD bzw. SO

DIL-Gehäuse in SMD-Technik

Als sich die Bauelemente für die Oberflächenmontage (engl. surface mounted device, SMD) etablierten, stieg die Nachfrage nach oberflächenmontierbaren Schaltkreisen (SMD-IC) stark an. Um den Bedarf decken zu können und um die bereits produzierten DIP-Schaltkreise verkaufen zu können, begannen die Hersteller, DIPs in SMDs umzuarbeiten, indem sie die Pins unterhalb der Bauteilkörperunterkante rechtwinklig nach außen bogen. Eine SMD-Variante mit DIL-Maßen entstand, die aber Ende der 1980er Jahre kaum noch verwendet wurde. Parallel kamen Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC) auf, bei denen die Pins unter dem Gehäuse nach innen gebogen waren. Als Besonderheit sind PLCC eine der wenigen SMD-Gehäusevarianten, für die standardmäßig Fassungen verfügbar sind.

Später führte die Umstellung auf SMT durchweg zur Miniaturisierung und zu den kleineren SMD-Rastermaßen von 1,27 mm oder 0,65 mm der nun wieder nach außen gebogenen Anschlussbeine bei den SO-Bauformen wie SOP von engl. small outline package bzw. TSSOP von engl. thin shrink small outline package). Die neue Montagetechnologie erforderte neue Herstellungs- und Bestückungsmaschinen, spart jedoch Platz und Gehäusematerial, erfordert weniger genaues Treffen der Lötinseln bei der Bestückung (die Löcher für DIL-Bauteile wurden in einlagigen Platinen oft konisch gebohrt, um sie mit den Anschlussbeinen sicher zu treffen).

Die oben angeführten Standards zur Pinbelegung wurden bei den SMD-Varianten unverändert in den kleineren Maßstab übernommen.

Heute sind noch viele ältere sowie Standard-ICs in DIL-Gehäusen verfügbar. Einzelne ICs sind weiterhin nur in DIL-Gehäusen verfügbar, so dass man auf den Leiterplatten oft gemischte Bestückung (SMT und Durchsteckmontage) findet.

Bei zahlreichen neu entwickelten Bauelementen werden häufig nur noch die SMD-Bauform angeboten. Dies ist unter anderem besonders ausgeprägt bei Bauelementen, die mit hoher Taktfrequenz (z. B. Prozessoren) betrieben werden. Mit den DIL-Gehäusen können Bauelemente mit hohen Frequenzen aufgrund der größeren Abmessungen und den damit hergehenden Leitungslängen nicht mehr betrieben werden.

DIL-Schaltungen eignen sich besser zum Aufbau von Prototypen, Versuchsschaltungen oder Kleinserien, da sie problemlos per Hand gelötet werden können. DIL-Bauformen der gleichen Chips sind trotz höheren Materialbedarfs heute kaum teurer, manchmal sogar billiger als SMD. Ein Grund liegt eventuell darin, dass DIL-Bauteile beim Verlöten geringeren Temperaturbelastungen standhalten müssen als SMD.

Weblinks

 Commons: DIL-Gehäuse – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Computer History Museum: Einführung der Bauform 1965 (engl.)