IC-Gehäuseformen erklärt

Ein integrierter Schaltkreis besteht nicht nur aus seiner elektronischen Funktion. Das Gehäuse schützt den Chip und führt seine Anschlüsse nach außen. Seine Form bestimmt mit, wie der IC auf der Leiterplatte montiert wird und wie viel Platz er braucht.

Die Gehäuseform ist deshalb ein wichtiger Anhaltspunkt, wenn Sie ein Bauteil in einer Schaltung oder einem Datenblatt einordnen wollen. Über die Funktion verrät sie allerdings nichts. Zwei Bauteile können gleich aussehen und trotzdem völlig unterschiedliche Anschlüsse oder elektrische Eigenschaften haben.

Bei klassischen Halbleitern begegnen Ihnen vor allem DIP, SOIC, PLCC und QFP. Die Kürzel bezeichnen Bauformfamilien mit unterschiedlicher Anschlussart. Für die genaue Einordnung zählen neben der Form auch Anschlusszahl, Anschlussabstände und Gehäuseabmessungen.

Durchsteckmontage oder Oberflächenmontage

Die erste Unterscheidung betrifft die Montage. Bei der Durchsteckmontage (THT, Through-Hole Technology) führen die Anschlüsse durch Bohrungen in der Leiterplatte und werden auf der Gegenseite verlötet. Bei der Oberflächenmontage (SMD, Surface-Mounted Device) liegen die Anschlüsse auf Lötflächen an der Oberseite der Platine auf.

Daraus ergeben sich typische Unterschiede beim Platzbedarf, beim Leiterplattenlayout und später beim Auslöten. Die vier Bauformen unterscheiden sich darüber hinaus vor allem darin, wo und wie ihre Anschlüsse aus dem Gehäuse kommen.

Die vier verbreiteten Bauformen

DIP: zwei Anschlussreihen für die Durchsteckmontage

DIP steht für „Dual In-line Package“. Das Gehäuse ist meist länglich und hat zwei parallele Anschlussreihen, die gerade nach unten führen und durch die Leiterplatte gesteckt werden. Die Lötstellen liegen auf der Unterseite.

Ein DIP erkennen Sie an der vergleichsweise großen Bauform und den beidseitigen Anschlussreihen. Länge, Breite und Anschlusszahl variieren, und auch der Abstand zwischen den Reihen und zwischen einzelnen Anschlüssen ist nicht bei jedem Typ gleich.

In älteren Geräten sitzen DIPs oft in Fassungen. Das erleichtert den Tausch, heißt aber nicht, dass alle DIPs mit ähnlich vielen Anschlüssen austauschbar wären. Entscheidend bleiben Anschlussbild und elektrische Belegung.

SOIC: kompakte Bauform für die Oberflächenmontage

SOIC steht für „Small Outline Integrated Circuit“. Diese Gehäuse sind flach und haben zwei Reihen seitlich herausgeführter Anschlüsse, die leicht nach außen abgewinkelt sind und direkt auf die Leiterplattenoberfläche gelötet werden.

Ein SOIC braucht weniger Fläche als ein DIP und kommt ohne Bohrungen aus. Es wird in verschiedenen Abmessungen und mit unterschiedlicher Anschlusszahl hergestellt, sodass die Bezeichnung allein ein konkretes Gehäuse nicht immer eindeutig festlegt.

Bei der Sichtprüfung helfen die flache Oberseite, die zwei Reihen seitlicher Anschlüsse und die Abmessungen. Für die Zuordnung zu einem Datenblatt sollten Sie zusätzlich den dort angegebenen Gehäusecode und die Maßzeichnung heranziehen.

PLCC: Anschlüsse unter dem Gehäuserand

PLCC steht für „Plastic Leaded Chip Carrier“. Das Gehäuse ist quadratisch oder rechteckig, seine Anschlüsse sind J-förmig gebogen und liegen an allen Seiten unter dem Gehäuserand. Von oben sieht man sie deshalb weniger deutlich als die nach außen gebogenen Anschlüsse eines QFP.

PLCC-Gehäuse werden direkt auf die Leiterplatte gelötet oder in eine passende Fassung gesetzt. Welche Montage im Gerät vorgesehen ist, zeigt ein Blick auf die Platine. Eine Fassung macht den Tausch einfacher, ändert aber nichts daran, dass Anschlussbelegung und Funktion stimmen müssen.

Die J-förmigen Kontakte sind das wichtigste Erkennungsmerkmal. Bei ähnlicher Grundfläche kann ein PLCC eine ganz andere Anschlussanordnung haben als ein Gehäuse mit geraden, nach außen ragenden Kontakten. Eine passende Fläche ist daher kein Beleg für mechanische Kompatibilität.

QFP: Anschlüsse an allen vier Seiten

QFP steht für „Quad Flat Package“. Bei dieser flachen Bauform kommen die Anschlüsse an allen vier Seiten aus dem Gehäuse. Sie sind fein und nach außen gebogen und bilden von oben gesehen einen charakteristischen Rahmen um den Gehäusekörper.

QFP-Gehäuse gibt es mit verschiedenen Körpergrößen und Anschlussabständen, bei manchen Ausführungen stehen die Anschlüsse sehr dicht. Bezeichnung und genaue Abmessungen entnehmen Sie dem jeweiligen Datenblatt.

Die Anschlüsse an vier Seiten unterscheiden ein QFP vom SOIC, das normalerweise zwei Anschlussreihen hat, und vom PLCC mit seinen J-förmigen Kontakten unter dem Rand.

Kleingehäuse für Transistoren und Sensoren

Neben den IC-Gehäusen mit vielen Anschlüssen gibt es Kleingehäuse für Bauteile mit wenigen Anschlüssen, etwa Transistoren oder Hall-Sensoren. Bedrahtet ist das TO-92 verbreitet, ein kleiner Kunststoffkörper mit drei Beinen. Für die Oberflächenmontage gibt es SOT-Gehäuse in verschiedenen Ausführungen.

Die Hall-Sensoren in diesem Archiv sind ein gutes Beispiel: Die HAL-Typen gab es in SOT-89A und SOT-89B als SMD und in TO-92UA als bedrahtete Variante, und das Gehäuse steckt als Suffix direkt in der Typenbezeichnung. Die Einzelheiten stehen unter IC-Typenbezeichnungen entschlüsseln.

Eine Typbezeichnung, mehrere Gehäuse

Viele Bausteine wurden in mehreren Gehäusen gefertigt. Der Tonprozessor MSP3400C etwa war als PLCC68, PSDIP64, PSDIP52 und PQFP80 erhältlich. Die Pinbelegung unterscheidet sich je nach Gehäuse, und das Datenblatt gilt jeweils für die konkrete Variante.

Für den Ersatz heißt das: Die Typenbezeichnung allein reicht für eine Bestellung nicht. Entscheidend ist das Gehäuse des tatsächlich verbauten Teils. Zusatzzeichen in der Bezeichnung können auf eine Gehäusevariante hinweisen, doch Hersteller verwenden eigene Kennzeichnungssysteme, und eine allgemeingültige Übersetzung jedes Buchstabens gibt es nicht.

Gehäuse am Bauteil oder im Datenblatt bestimmen

Eine sichere Zuordnung gelingt nicht auf den ersten Blick. Gehen Sie schrittweise vor und gleichen Sie die sichtbaren Merkmale mit dem Datenblatt ab:

• Anschlussreihen zählen. Zwei Reihen sprechen für DIP oder SOIC, Anschlüsse an vier Seiten für QFP. Beim PLCC liegen J-förmige Anschlüsse unter dem Rand.
• Montageart ansehen. Gerade, durch die Leiterplatte geführte Anschlüsse deuten auf eine Durchsteckbauform wie DIP hin, aufliegende Kontakte auf eine SMD-Bauform.
• Abmessungen vergleichen. Länge, Breite und Höhe unterscheiden ähnliche Gehäuse. Nutzen Sie dafür die Maßzeichnung im Datenblatt, nicht den Augenschein.
• Anschlusszahl und Anordnung prüfen. Die Zahl der Kontakte ist ein wichtiges Merkmal, ersetzt aber nicht den Abgleich von Position und Funktion.
• Pin-1-Markierung beachten. Viele Gehäuse kennzeichnen den ersten Anschluss mit einer Kerbe, einem Punkt oder einer anderen Markierung. Wie das aussieht, hängt vom Gehäuse ab.

Führt ein Datenblatt mehrere Gehäusevarianten auf, müssen Zeichnung und Gehäusecode zur vorliegenden Ausführung passen. Allgemeine Kürzel wie DIP oder QFP benennen eine Bauformfamilie, legen aber nicht alle Abmessungen fest.

Was die Gehäuseform nicht aussagt

Eine passende äußere Form beweist nicht, dass zwei ICs elektrisch oder mechanisch gleich sind. Selbst bei gleicher Anschlusszahl und ähnlichem Gehäuse können Pinbelegung, Versorgung oder Funktion abweichen. Der Gehäusevergleich ist nur ein Teil der Identifikation.

Für klassische TV-, Audio- und MPEG-ICs ist die Gehäuseangabe vor allem dann hilfreich, wenn Datenblätter oder Geräteunterlagen mehrere Ausführungen nennen. Sie grenzt die Suche ein, ersetzt aber weder den Vergleich der Anschlussbelegung noch die Prüfung der elektrischen Kennwerte.

Die Bauform entscheidet außerdem darüber, wie ein Baustein aus einer Platine herauskommt: Ein DIP wird anders entlötet als ein QFP mit dicht stehenden Anschlüssen. Das Vorgehen beschreibt ICs aus Spendergeräten auslöten. Wie Sie ausgebaute oder zugekaufte Bausteine bis zum Einbau aufbewahren, steht unter Alte ICs lagern.

Häufige Fragen

Reichen die Gehäuseabmessungen zur Identifikation aus?

Nein. Ähnliche Abmessungen kommen bei verschiedenen Gehäusefamilien vor, und die Anschlussanordnung kann sich unterscheiden. Für eine belastbare Zuordnung gehören Gehäusezeichnung, Anschlusszahl und Pin-1-Markierung dazu.

Warum stehen im Datenblatt mehrere Gehäusebezeichnungen?

Viele ICs wurden in mehreren Gehäusevarianten angeboten, die sich in Abmessungen, Anschlusszahl oder Montageart unterscheiden. Oft unterscheidet sich auch die Pinbelegung. Prüfen Sie, welche Variante zu Ihrem Bauteil passt.

Ist die Pin-1-Markierung bei allen Gehäusen gleich ausgeführt?

Nein. Je nach Bauform zeigt eine Kerbe, ein Punkt oder eine andere Kennzeichnung den ersten Anschluss. Wie er bei der jeweiligen Variante zu erkennen ist, zeigt die Gehäusezeichnung im Datenblatt.

Was bedeutet ein Zusatz hinter der eigentlichen Typbezeichnung?

Zusatzzeichen können je nach Hersteller eine Gehäuseausführung oder eine andere Produktvariante kennzeichnen. Ihre Bedeutung ist nicht über alle Typen hinweg einheitlich. Maßgeblich ist das passende Datenblatt.

Fazit

DIP, SOIC, PLCC und QFP unterscheiden sich vor allem in Anschlussform, Anordnung und Montageart. Für eine genaue Identifikation sollten Sie diese sichtbaren Merkmale immer mit Gehäusezeichnung und Anschlussangaben im Datenblatt abgleichen – und beim Ersatz daran denken, dass derselbe Typ in mehreren Gehäusen mit unterschiedlicher Pinbelegung existieren kann. Weitere Grundlagen finden Sie im Bereich Wissen.