1UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página

Fundamentos de Fabricação de

Circuitos Integrados

Prof. Acácio Luiz Siarkowski

- Tipos de encapsulamentos de

CIs

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Objetivos:

Visão geral dos tipos de encapsulamentos de circuitos

integrados e suas aplicações

Tipos de encapsulamentos CIs

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Tipos de encapsulamentos CIs

DIP Dual

Inline

Package

SH-DIP

Shrink DIP

SIP Single

Inline

Package

SK-DIP,

SL-DIP

Skinny DIP,

Slim DIP

PGA Pin

Grid Array

SOIC, SOP

Small Outline

Package

QFP Quad

Flat PackageLCC

Leadless

Chip Carrier

Organic Pin

Grid Array

(OPGA)

“AMD

Athlon XP”

PLCC Plastic

Leadless

Chip Carrier

Tipos de encapsulamentos CIs

Leads = pinos

Tipos de encapsulamentos CIs

Encapsulamentos:

• Metálicos, Cerâmicos e Poliméricos (plásticos)

• Comunica o Die (matriz de silício) com a placa

mãe (placa de circuito)

• Permite a manipulação por equipamentos

automatizados

• Função de dissipação de calor, blindagem, etc...

• Protege o Chip contra umidade e corrosão

• Até 50% dos atrasos de sinais em um

computador de alta performance se deve

aos atrasos nos encapsulamentos! (Rabaey)

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips (CIs):

Die = Matriz

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips

• Fabricação em larga escala no substrato

(wafer):

Veja também as

imagens de alta

resolução de

processadores

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips

• Corte dos Dies:

Chip com

Zoom 2400x

Contatos

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips:

• Fixação na base de

encapsulamento

• Colagem com resina ou

pasta de solda.

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips:

• Wiring-bond:

interligação dos Dies

aos terminais do

encapsulamento

Processador 486dx2

Memória ROM

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips:

• Fechamento do

encapsulamento.

Processador Pentium 133MHz

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips:

• Colocação na placa de

circuito “Via Hole”.

DIP

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips:

• Colocação na placa de

circuito por Sockets.

Socket PGA (Processador)Socket DIP

Socket LCC

ou PLCC

Tipos de encapsulamentos CIs

Montagem dos Chips:

• Colocação na placa de

circuito por SMT.

Chip SMTMemoria RAM SMT

Chip SMT

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Principais características:

dissipação de calor;

temperatura de operação;

blindagem contra interferência / ruídos;

número de pinos / vias;

montagem convencional ou SMT (Surface Mounted

Technology).

nível de integração / quantidade de portas lógicas em

cada Chip.

aplicações especiais (EPROMs), Smart Cards, etc..

Tipos de encapsulamentos CIs

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Dissipação de calor :

Circuitos elétricos = “Efeito Joule” (geração de calor)

Encapsulamentos metálicos e cerâmicos permitem uma

maior dissipação de calor dos circuitos.

Pode-se usar dissipadores para aumentar a área de

troca de calor.

Tipos de encapsulamentos CIs

Dissipador de memória

Transistores de potência

17UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página

Dissipadores de calor:

Tipos de encapsulamentos CIs

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Dissipadores de calor: (solução doméstica)

Tipos de encapsulamentos CIs

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Especificação de CIs (Texas Instruments / Motorola):

1º Conjunto de duas ou três letras

SN – c.i. Standard

SNJ – c.i. de acordo com a norma MIL STD-833, Método 5004, Nível B

SNM – idêntico ao anterior, mas para o nível 1

SNA – idêntico ao anterior, mas para o nível 2

SNC – idêntico ao anterior, mas para o nível 3

SNH – idêntico ao anterior, mas para o nível 4

TL – circuitos lineares

TMS – microprocessador / memórias MOS

TM – módulo microcomputador

TBP – memória bipolar

TIB – memória de bolhas magnéticas

Tipos de encapsulamentos CIs

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2º Aplicação e temperatura:

5: militar (-55ºC a +125ºC, séries 52, 54 e 55)

6: militar reduzida (-25ºC a +85ºC, série 62)

7: comercial (0ºC a 70ºC, séries 72, 74 e 75)

Tipos de encapsulamentos CIs

Cerâmico Plástico

Melhor estabilidade

térmica e melhor

vedação contra

umidade Mais barato

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3º Categoria do c.i.

2: linear ou analógico 5: de interface

4: lógico TTL – digital 6: comunicação (ou de grande consumo)

4º Identificação da função

Consta de 2 a 3 números, podendo inclui ou não uma letra. Serve

para definir a função que realiza o c.i.

5º Especificações do encapsulamento

É uma das partes da nomenclatura constituída por uma ou duas

letras e que define o tipo de encapsulamento:

N: DIL plástico de 14 a 16 pinos.

J: DIL cerâmico de 14 a 16 pinos.

P: DIL plástico de 8 pinos

L: cápsula de metal cilíndrica de 8 a 10 pinos.

R; A; U ou W: cápsula cerâmica plana.

S ou B: cápsula de metal plana.

Tipos de encapsulamentos CIs

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Blindagem contra interferência / ruídos:

• Interferência de outros equipamentos ou circuitos

• Probabilidade de falhas e/ou erros

Tipos de encapsulamentos CIs

Nível de integração:

• Quantidade de portas lógicas em cada Chip.

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Tipos de encapsulamentos CIs

Nível de integração processadores (Intel):

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Aplicações especiais:

As EPROMs precisam de

uma janela para apagar a

memória via luz UV

Tipos de encapsulamentos CIs

Nos Smart Cards os

chips são colocados

diretamente no cartão