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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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2UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
Objetivos:
Visão geral dos tipos de encapsulamentos de circuitos
integrados e suas aplicações
Tipos de encapsulamentos CIs
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3UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
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
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Tipos de encapsulamentos CIs
Leads = pinos
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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)
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips (CIs):
Die = Matriz
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips
• Fabricação em larga escala no substrato
(wafer):
Veja também as
imagens de alta
resolução de
processadores
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips
• Corte dos Dies:
Chip com
Zoom 2400x
Contatos
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips:
• Fixação na base de
encapsulamento
• Colagem com resina ou
pasta de solda.
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips:
• Wiring-bond:
interligação dos Dies
aos terminais do
encapsulamento
Processador 486dx2
Memória ROM
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips:
• Fechamento do
encapsulamento.
Processador Pentium 133MHz
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips:
• Colocação na placa de
circuito “Via Hole”.
DIP
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips:
• Colocação na placa de
circuito por Sockets.
Socket PGA (Processador)Socket DIP
Socket LCC
ou PLCC
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Tipos de encapsulamentos CIs
Montagem dos Chips:
• Colocação na placa de
circuito por SMT.
Chip SMTMemoria RAM SMT
Chip SMT
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15UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
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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16UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
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
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17UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
Dissipadores de calor:
Tipos de encapsulamentos CIs
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18UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
Dissipadores de calor: (solução doméstica)
Tipos de encapsulamentos CIs
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19UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
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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20UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
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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21UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
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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22UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
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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23UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
Tipos de encapsulamentos CIs
Nível de integração processadores (Intel):
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24UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página
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