简介
集成电路是现代电子科学的重要基础。它们是绝大部分电路的心脏和大脑。它们是你能在大部分板子上找到的普遍存在的黑色芯片。除非是你另类疯狂的模拟电路鬼才，否则你最好在你的电路项目上准备至少一块集成电路，因此从内到外理解集成电路是非常重要的。
集成电路就是小块的黑色芯片，它们完全嵌入了电路中。
一个集成电路是多种电路元件的集合，通常包括电阻、晶体管、电容器等等，这些元件连接在一起为了完成共同的目的。它们具有各种各样的形式：单电路逻辑门、运算放大器、555定时器、电压控制器、舵机控制器、微控制器、微处理器、FPGA（现场可编程门阵列），诸如此类。
本导文所涉及的：
- 集成电路的制造
- 常用IC封装
- 识别IC芯片
- IC芯片的基本用途
建议阅读
集成电路的里面
当我们思考集成电路时，我们对这块小小的黑色芯片是什么产生了疑问。那么在这微型黑盒子里到底有什么呢？
将芯片的顶部移除后，看到的集成电路的内容。
集成电路真正的“血肉”是布局复杂的半导体晶片、铜线以及其他金属，这些金属内部连接到晶体管、电阻或其他电路元件。这些晶元的切片和结合形式叫做裸片。
集成电路裸片概览
集成电路本来就很细小，组成它的半导体晶元以及铜线的布置是更加的细微。电路元件之间的连接是复杂精细的。下图是上面提及的裸片的一个镜头：
一个集成芯片里面是尽可能小的电路形式，但也因为太小了而不能通过焊接来连接电路。为了让我们连接集成电路的工作变得简单，我们封装了裸片。封装集成电路就是让微小精妙的裸片放进我们熟悉的芯片里。
IC封装
所谓包装就是将集成电路裸片封装好并将它的功能线路伸展出来，这样我们就能更容易地连接它。管芯上的每个外部连接通过一小段导线连接到封装上的焊盘或引脚。引脚是芯片上导出来的电线，和电路中的其他部分连接。这对我们来说是至关重要的，因为它们是接下来要与电路中其余元件和电线相连的。
封装形式有许多种，每一种都有独特的风格、装配模式、引脚数量。
两极标志和引脚序号
所有集成芯片都是具有两极的，所有引脚的位置和功能都是独一无二的。这意味着芯片的包装必须能用一些方法将不同芯片区别开来。大多数芯片用一个凹槽（Notch）或一个点（Dot）来表明哪个引脚是第一引脚。（有些两者都用，有些只用其中一者）
一旦你知道哪个是第一引脚，那么其余的引脚你按着逆时针的顺序就能给它们编号了。
安装方式
一个检查封装类型的方法是知道芯片如何装配在电路板。所有封装大致可以分为两种装配形式：PTH（through-hole，打孔安装技术）或SMT（surface-mount，表面安装技术）。PTH封装的芯片通常大一点，而且比较容易操作。它们被设计成一侧卡在主板上，另一侧与主板焊接相连。SMT封装的芯片有大有小。它们全被设置成安放在主板的一侧，然后与主板表面焊接。SMD封装的芯片引脚会被引出，引出的引脚与芯片边沿垂直，或者在芯片的底部排成阵列。采用这种装配技术的芯片一点都不利于手工操作。它们通常需要在安装过程采用一些特别工具。
DIP(双列直插式封装)
DIP，“dual in-line package”的的缩写，在你最常遇见的采用打孔安装技术的芯片中，DIP是比较普遍的封装形式。这些长方形的黑色塑料芯片在两边引出了两行垂直的引脚。
28引脚的ATmega328是最流行的DIP封装的微控制器之一（感谢Arduino！）
DIP芯片上的每一个引脚都间隔2.54mm，这是标准而完美的间隔，可以很方便地安装面包板或其他测试板上。DIP芯片的复杂度取决于引脚的数量，引脚数量从4到64都有。
DIP芯片两行之间的宽度恰好让它横跨面板板的中间隔离带。每一只引脚都分配到了面包板的一行，并且可以保证的是引脚两两之间并不会短路。
(箭头指向面包板的凹槽）
DIP芯片除了可以在面包板中使用，它们一样可以焊接在PCB上。他们被插进板子的一侧，另一侧焊接在板子上。有时候，除了直接将芯片焊接在电路板上，将芯片插在插座上也是一个不错的主意。使用插座让DIP芯片易于安装和移除。
标准的DIP插座（上），零插拔力插座（ZIF）（下）
SMD或SMT封装
如今有花样繁多的SMD封装类型。为了能使用一个SMD封装的芯片，你需要有一个为此芯片定制的印刷电路板（PCB）。PCB具有铜焊接的匹配图案。
Small-Outline (SOP)
小外形封装集成电路（SOIC）是DIP这种采用SMT技术的表亲。你将DIP芯片的引脚全部弯曲，并将它们缩小，就能得到SOIC。用稳定的手和敏锐的眼睛，这些封装是手工焊接中最简单的SMD部件之一。SOIC的引脚两两间隔1.27mm。
SSOP（shrink small-outline package，缩小型SOP）
SOIC的更小的版本。另外还有相似封装的芯片，包括TSOP（薄小外形封装）和TSSOP（微薄小外形封装）。
一个16通道的多路复用器，被封装成24引脚的SSOP。装配在板子的中间。（旁边的硬币用来对比大小）。
许多面向单任务的芯片都采用SOIC或SSOP形式，比如MAX232或多路复用器。
塑料方形扁平式封装（Quad Flat Package,QFP）
QFP在芯片的四个边沿上都引出引脚。QFP芯片一般每边都有8个引脚（共32个），有时会达到超过300个引脚。QFP的引脚间隔0.4mm到1mm。QFP其它更小的变形包括TQFP（thin QFP）、VQFP(very thin QFP)和LQFP（low-profile QFP）。
TQFP封装的ATmega32U4芯片，共有44引脚，每边11个。
如果你将QFP芯片的引脚磨掉，你就会得到一个看起来像QFN（quad-flat no-leads,无引脚方形扁平式封装）的芯片。QFN芯片的连接靠那些芯片底部边沿暴露的薄薄的金属片。有时候它们暴露在芯片的底部和侧面，一些芯片仅仅在底部有这些金属片。
QFN封装的MPU-6050 IMU传感器，在底部的边缘有24个引脚。
Thin (TQFN), very thin (VQFN), and micro-lead (MLF) packages are smaller variations of the standard QFN package. There are even dual no-lead (DFN) and thin-dual no-lead (TDFN) packages, which have pins on just two of the sides.
TQFN、VQFN、MLF是标准QFN的小型分支。甚至还有DFN和TDFN，这些封装形式在底部只有两行有引脚。
许多微处理器、传感器以及其他现代集成电路都采用QFP和QFN的封装形式。受欢迎的ATmega328微处理器通常采用TQFP和QFN封装形式，而像MPU-6050这样的加速度计/陀螺仪采用更微小的QFN封装形式。
BGA（Ball Grid Array，球栅栏阵列封装）
真正高级的集成电路芯片都是采用BGA封装的。这种封装技术复杂精细到令人难以相信，焊珠在芯片底部排成二维网格阵列。有时候这些焊珠直接和裸片连接。
BGA封装技术通常被用于高级微处理器，就像pcDuino或Raspberry Pi。
如果你能够手工焊接一个BGA芯片，你大可以自认为是个老练的焊接师。通常，将BGA芯片装配在PCB板上需要一些自动化的程序。
常用集成电路芯片
集成电路在电学里非常流行，很难全方位讲解。下面是一些你在电子教育中会遇到的常见的集成电路芯片。
逻辑门，定时器，反转电阻等等
逻辑门，作为集成电路芯片的基石，通常本身就能封装成集成电路。一个封装好的逻辑门集成电路芯片通常含有一些门，比如这个四输入与门：
逻辑门在集成电路里可以自由连接，形成定时器、计数器、锁存器、反转电阻、以及其他基础的逻辑电路。大多数这种简单的电路都以DIP、SOIC或SSOP封装。
微控制器，微处理器，FPGA等等
微控制器、微处理器以及FPGA（Fied Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）等等这些将成千上万甚至上亿的晶体管封装在一个芯片里的，都是集成电路。这些组件在功能性、复杂度以及大小上都有宽广的范围。从一个8位的微控制器（例如Arduino上的ATmega328）到复杂的在你电脑里组织活动的64位多核微处理器，都是集成电路芯片。
这些组件通常是一个电路里最大的集成电路。简单的微控制器从DIP到QFN封装的都有，引脚数量也在8到一百多之间。随着这些组件变得越来越复杂，封装技术也愈加复杂了。FPGA以及复杂的微处理器至多有上千个引脚，通常采用更高级的QFN、LGA或BGA封装技术。
传感器
现代数字传感器，就如温度传感器、加速度计以及陀螺仪控制器都封装成了集成电路。
这些集成电路芯片通常比微控制器小，至于在电路板上拥有3到20个引脚数量的此类芯片已经是稀有物，而现代化的部件通常爱用QFP、QFN甚至是BGA封装形式。
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