很多读者会认为我是一个对电子产品有特别癖好的收藏者，也是一个专门从旧电路板上收集元器件的清道夫。有时候我会从旧的电路板上收集集成电路(IC)，虽然不会用它们，但因为其外观奇特，会把它们保留下来，偶尔还会进一步拆开它们（如果能拆的话）。本文是我搜集这些美丽而不寻常的IC器件的一段简短经历，这或许可以唤起那些曾经接触过甚至设计过这类IC的读者的美好回忆，并且打动那些没有见过这些老式通孔器件的年轻读者。
我们先来看一下这个怪物吧。这个电路的侧面有一个接近3英寸的方形陶瓷基座，上面贴装了3个独立的大尺寸SMD IC，以及几个SMD电容和一个电阻。从技术的角度来看，这是一个混合电路，而不是严格意义上的IC。其中一个IC上有一个圆形散热片，就像一个直升机停机坪。这是一个旧服务器的线路板，上面贴了一个纸标签，印有CYM7232S40HGC，我在网上搜索，知道了它是一个DRAM加速器模块，具有64位数据总线和32位纠错功能。它还有一个兄弟模块，代号为CYM7264，用于64位纠错。我数了数，它有371个引脚，带有一个巨大的接口插座。数据表的日期为1995年，标签上的代码 3993可能表示日期1993年第39周。
当然，以前很多通孔型大规模集成电路（LSI）IC是贴装在陶瓷载体上，这样的IC现在你再也看不到了。以前许多微处理器都用了陶瓷，一看到这个我就会心动。我认为陶瓷封装的温度性能更稳定，适用于要求更大温度范围的器件。这里有一个旧的ULA（非约束逻辑阵列），它是FPGA的前身。我收集到一些这样的IC，适当加热，我设法打开了其中一个的金属盖，露出其内部的芯片和连线。
标准的40引脚类型，内部芯片布局很好，IC顶部有可爱的绑定条。虽然我的USB显微镜只有130万像素，也可以清晰显示芯片结构：
另一个庞然大物是来自日立的HD68450，它是用于摩托罗拉68000系列微型计算机的DMA IC。 64针 —— 每侧32个，长约3.2英寸。又是一个可爱的陶瓷IC。 为了比较，我在照片中加入了几个标准的74系列IC，一个20引脚和几个16引脚。
这是一个在旧的语音留言系统中使用的处理器线路板，它也有一个68010处理器，采用塑料DIP 64脚封装。像68450一样，其宽度约为0.9英寸，是标准40脚芯片的一半：
我们将它与标尺上方的28脚EPROM做个比较。这些64脚芯片可能是在处理器采用PGA封装之前尺寸最大的IC，老式PC的芯片采用的就是这种PGA封装，从286到486和Pentium，现今很多大尺寸（甚至一些小尺寸）IC仍在使用球栅阵列(BGA)封装。为68000系列生产的所有外围IC都很大，就以这个48脚的68901为例，其宽度为标准的0.6英寸，但长度比标准40引脚封装IC长得多。它是一个多功能外设器件，带有I/O、中断控制、定时器和USART。所有这些IC的引脚间距都是标准的0.1英寸。后来的集成电路引脚间距缩小很多，可以在相同封装尺寸下挤进去更多引脚，但在过去的那个时代，0.1英寸引脚间距可是一个神圣的标准。
这个语音留言系统还有两个希捷2.5 GB的50引脚SCSI硬盘驱动器（“什么是SCSI？Gigabyte又是什么，老爹？”我经常听到年轻的读者这样哀怨地问...）。跑题了，我们还是回到IC这个主题吧。
现今所有微控制器都在使用闪存。在闪存出现之前，我们使用EPROM做内存（年轻人又该问了，“什么是EPROM，老爹??”）。EPROM的一个好处是，因为必须暴露在紫外线下才能抹去保存的数据，所以它有一个窗口，通过这个窗口可以看到实际的芯片。不仅紫外线可以透过，可见光也可以照进去，这样就可以把它们照下来了。如果光线合适，就会看到五颜六色，漂亮极了，我认为这是由于芯片上单个存储单元的重复特性产成的干扰图案。随着芯片容量的增加，芯片的尺寸似乎变得越来越小，但当容量达到2兆位和4兆位时，芯片的尺寸又变大了。下图中容量最大的是中间的27C512。（没人发现那些数字单位是千位(kbit)而不是千字节(kbyte)吗？其实27256只能存储256/8 = 32KB？）不管怎么样，我们先看看下面的EPROM芯片长什么样：
EPROM芯片。请注意光线照射到芯片上反射的颜色。容量从左至右分别为：2716（2K字节）、27256（32K）、27C512（64K）、27C4001（512K），以及MC68HC705——一个带有CPU、EPROM、RAM、I/O和定时器的早期6800微控制器。某些型号的微控制器是“OTP”（一次性编程）类型的，即相同的EPROM，但是窗口被密封了。这可不怎么好，因为必须确保编程正确无误 ，程序一旦编好就无法更改。 大多数EPROM都封装在陶瓷载体中，因为这样易于与玻璃窗连接，而且不易受温度影响。
阳光照在EPROM芯片上——27C4001显示出不太真实的色彩。容量更大的EPROM不多，如今闪存技术占主导地位了，我们又退回到陈旧乏味的塑料IC封装。下图是这个芯片的近距离写真：
为了在更小的区域布置更多引脚，IC制造商使用了四列直插式封装，引脚在芯片两侧各占两排。这样引线可以更为紧密地排放在一起，而不必在PCB上放置小焊盘。下图是一个大尺寸IC的引脚布局：
这种技巧甚至可以用于小尺寸IC。摩托罗拉的MFC6040是一款只有6个引脚的电子衰减器IC。 我以前做一个设计项目时买了一些，现在还剩几个。这是互联网时代之前的事啦，几年前我试图搜寻其数据表，结果到处都找不到，幸亏有人发布出来了，真是心有灵犀啊（谢谢Jim）。该芯片的引脚间距为0.75英寸，宽度从0.3至0.6英寸。 它可提供0~90分贝的衰减，但是THD在高衰减时达到3％。 我想近期内我不大可能用它。
当然，在DIL IC出现之前，运算放大器一般采用圆形的TO-99封装，甚至一些旧的数字IC也采用这种封装。早期的709和741运放通常都采用这种封装形式。如果有8或10个引脚，就称为TO-99（我曾经见过用于10引脚类型的TO-74）。若只是3引脚晶体管，则称之为TO-5或TO-39。在这些老式圆形封装中，你可以发现奇奇怪怪的东西，我曾经就发现了一些555计时器。以下是这些早期IC的通用封装形式。
上排从左至右依次为：MC1455（摩托罗拉555）、TAA 300 1W音频放大器、AD517精密运放、CA3053差分放大器，以及National LM565 PLL。下排：MC1550宽带放大器、SL630C VOGAD（AGC）、CA3085电压调节器、LM709和741运放。
老的723电压调节器IC也是采用这种封装。这里有两个，其中一个头脚颠倒，可能是在设计PCB时弄错了方向，10脚朝天可不怎么美观。
当然，并非所有的IC都很优雅，即使它们是正确放置的。以前英格兰的Plessey和其他制造商生产的音频放大器IC甚至可以将散热片固定在上面。现在看起来那样子真丑。Sinclair Radionics是上世纪60和70年代的一家公司，曾经委托Plessey生产一款称为IC-10的IC，并附带PCB。我的一个朋友就有一个，尽管有散热片，它们似乎也很娇气，使用寿命不长。最近，我的一个供应商提供了之后的一款IC，TAA621，就带有这种散热片。冲着它是过去那个时代的IC，我很想买几个，但它没有明确的失真指标，也许2~3％左右....还是算了吧....
这里有两张照片可以欣赏一下，TAA621具有四列直插引脚，下面是仅有10个引脚的Plessey SL403D的俯视图，与Sinclair IC-10非常相似。 我认为TAA621只是将散热片粘贴在普通芯片的顶部，而SL403D实际上封装了散热片，芯片直接贴装在金属上。但这并不能解释它们为何如此不可靠......
上面介绍了几款我曾遇到的不同寻常的IC，相信还有更多我没见过的。俄罗斯曾经制造过一些外观很奇怪的芯片。我也见过其它一些奇异的芯片，大多年代久远不记得了，不过我想起了一个10引脚TO-3外壳（通常用于大晶体管）的电压调节器。
亲爱的读者，你有没有遇到过令你印象深刻的奇特IC？如果有，请与我们分享。
原文刊登在EDN姊妹网站Embedded，参考链接The beauty of ICs，由Jenny Liao编译整理。
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