Układy scalone, w skrócie IC (Integrated Circuit), są wszechobecne w przemyśle i rzemiośle. Zapewniają one działanie złożonych maszyn, takich jak frezarki CNC lub roboty spawalnicze.
Szczegółowe informacje na temat działania i zastosowań układów scalonych oraz gniazd IC można znaleźć w niniejszym poradniku.
W odróżnieniu od klasycznego, dyskretnego układu, w którym poszczególne elementy mogą być połączone przewodami, układ scalony (IC) stanowi kompletny obwód elektroniczny umieszczony na pojedynczym płytce wykonanej z materiału półprzewodnikowego. Zakres zastosowań układów scalonych jest bardzo szeroki. Przykładowo, pełnią one funkcję cyfrowych pamięci w modułach RAM lub EEPROM.
Jako mikrokontrolery odpowiadają za funkcje sterujące w urządzeniach peryferyjnych komputerów, smartfonach czy telewizorach. W technice audio przetwarzają sygnały analogowe na cyfrowe i odwrotnie. Specyficzne wymagania firm można realizować za pomocą tzw. układów ASIC (Application Specific Integrated Circuit), które są projektowane i produkowane przez różnych producentów zgodnie z indywidualnymi potrzebami klientów.
Główną zaletą układu scalonego (IC) jest to, że nawet wyjątkowo złożone układy, składające się z miliardów elementów elektronicznych, nie wymagają każdorazowego konstruowania od podstaw. O stopniu złożoności lub gęstości upakowania elementów w układzie scalonym decyduje przede wszystkim liczba zastosowanych tranzystorów.
Tzw. stopień integracji określa się na podstawie liczby tranzystorów przypadających na jednostkę powierzchni oraz całkowitej powierzchni układu scalonego. Na najniższym poziomie integracji – SSI (Small Scale Integration) – znajduje się do 100 elementów funkcjonalnych. Kolejny poziom, MSI (Medium Scale Integration), obejmuje do 1 000 takich elementów. Następne stopnie to LSI (Large Scale Integration) i VLSI (Very Large Scale Integration), odpowiednio z liczbą do 100 000 oraz powyżej 100 000 elementów funkcjonalnych.
Wyróżnia się także dalsze poziomy integracji: ULSI (Ultra Large Scale Integration), SLSI (Super Large Scale Integration) oraz ELSI (Extra Large Scale Integration), które charakteryzują się jeszcze większą liczbą komponentów. Najwyższy obecnie stopień złożoności reprezentuje technologia GLSI (Giant Large Scale Integration), w której pojedynczy układ scalony zawiera ponad 100 milionów elementów funkcjonalnych.
Zintegrowane układy scalone są korzystne cenowo i zajmują niewiele miejsca na płytce drukowanej. Ich wadą jest jednak trudność w wykrywaniu usterek oraz fakt, że demontaż wymaga specjalistycznych narzędzi. Aby ograniczyć ten problem, warto rozważyć zastosowanie podstawki zamiast bezpośredniego lutowania pinów układu do płytki. Oczywiście nie ma potrzeby montowania każdego układu scalonego w podstawce. W przypadku układów narażonych na szczególne obciążenia lub takich, które mogą być częściej wymieniane na nowsze wersje, użycie podstawki jest w pełni uzasadnione. Szczególnie w środowiskach przemysłowych, gdzie przestój maszyny wiąże się z wysokimi kosztami, możliwość szybkiej i bezproblemowej wymiany układu scalonego bez konieczności lutowania stanowi istotną zaletę.
Wybór odpowiedniej podstawki pod układ scalony (IC) zależy od rozstawu pinów. Na rynku dostępne są dwa główne typy: podstawki z precyzyjnymi stykami oraz z elastycznymi stykami sprężynowymi.
W przypadku podstawek sprężynowych układ scalony jest po prostu wciśnięty w mechanizm sprężynowy, który utrzymuje go na miejscu. Z kolei podstawki z precyzyjnymi stykami mają konstrukcję opartą na kielichowatych tulejkach, które zapewniają bardzo stabilne i bezpieczne połączenie z pinami układu scalonego. Charakteryzują się też niższym oporem przejściowym. W modelach o podwyższonej jakości styki pokrywane są warstwą złota, co dodatkowo poprawia niezawodność transmisji sygnału.
Szczególnym typem podstawki jest tzw. podstawka zerowej siły (ZIF – Zero Insertion Force). Pozwala ona na montaż i demontaż układu scalonego bez potrzeby użycia siły. Takie rozwiązanie jest powszechnie stosowane w przypadku procesorów komputerowych. W tradycyjnych podstawkach piny układu są przytrzymywane przez sprężynujące styki, co wymaga nacisku przy wkładaniu i wyjmowaniu elementu. Dla procesora, który ma wiele delikatnych pinów, oznacza to wysokie ryzyko ich uszkodzenia przy zbyt dużej sile. Właśnie dlatego stosuje się podstawki ZIF – styki otwierane są mechanicznie, najczęściej za pomocą małej dźwigni bocznej. Dzięki temu piny procesora można łatwo wsunąć bez żadnego nacisku. Po prawidłowym umieszczeniu procesora, dźwignia zostaje opuszczona, co zamyka styki, zapewniając zarówno kontakt elektryczny, jak i stabilne zamocowanie procesora.
Jeśli już na etapie planowania wiadomo, że dany układ scalony będzie często wymieniany, warto wybrać gniazdo z precyzyjnymi stykami. Takie modele są trwalsze niż gniazda wyposażone w sprężynujące styki.
W przypadku zastosowania szczególnie wysokiej klasy układów scalonych, takich jak przetworniki cyfrowo-analogowe wykorzystywane w sprzęcie audio lub technice studyjnej, zaleca się stosowanie gniazd z pozłacanymi stykami.
Złoto, jako doskonały przewodnik elektryczny, zapewnia najwyższą jakość transmisji sygnału. Dodatkową zaletą tego metalu szlachetnego jest jego odporność na utlenianie.