Encapsulados avanzados
Los encapsulados avanzados permiten mejorar en gran medida muchos de los parámetros que intervienen en la fabricación y uso de circuitos integrados. Algunas de las mejoras conseguidas con estas técnicas están relacionadas con el coste y el rendimiento del los circuitos. Estos encapsulados suponen una pequeña parte del mercado debido a su elevado coste y complejidad (excepto el COB). Los fundamentos de este paradigma de ICs son los mismos que sus predecesores. Se ha buscado desarrollar mejores rendimientos usando la misma tecnología prácticamente para estar a la altura de las exigencias de este sector que avanza tan frenéticamente.
Tipos de encapsulados avanzados
Un Multi-Chip Module (MCM) es un encapsulado especializado en el que múltiples circuitos integrados, son alojados en el mismo chip para facilitar su uso. En este tipo de IC avanzado se consigue integrar en un mismo chip varios componentes con distintas funcionalidades, pudiendo ser microprocesadores, memorias, componentes pasivos, ASICs, etc. De esta forma las señales involucradas viajan por el interior del mismo encapsulado mejorando así la velocidad y la integridad de señal. Como es sabido las conexiones con el exterior del chip limitan el rendimiento de los sistemas, por tanto surge la necesidad de incluir más componentes en un mismo IC.
Ventajas e Inconvenientes
VENTAJAS
- Aumento de la densidad.
- Aumento del rendimiento: Señales que antes eran externas, ahora están integradas dentro del chip.
- No necesidad de encapsular chips individuales.
INCONVENIENTES
- Problemas con la refrigeración.
- Elevado coste.
- Probabilidad de fabricación defectuosa.
Tipos de MCMs
Existe una amplia variedad de tipos de MCMs dependiendo de su complejidad. Los módulos Multi-Chip representan un hito en la miniaturización de los sistemas micro-electrónicos modernos. Los MCMs están clasificados de acuerdo a la tecnología usada para crear el sustrato HDI (High Density Interconnection):
- MCM-L - MCM Laminado. El sustrato es un PCB multicapa.
- MCM-D - MCM Depositado. Los módulos se depositan sobre la base del sustrato.
- MCM-C - MCMs con sustrato cerámico. Ejemplo: LTCC (Low temperature co-fired ceramic).
Ejemplos comerciales
Intel core 2 duo
- IBM Bubble memory MCMs (1970s)
- Intel: Pentium Pro, Pentium D Presler, Xeon Dempsey and Clovertown, and Core 2 Quad.
- Sony memory sticks.
- Xenos (graphics chip), una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) diseñada por ATI Technologies para la Xbox 360, con eDRAM.
- POWER2, POWER4 y POWER5 de IBM.
El Chip Stacked Package (CSP) es una tecnología de encapsulamiento que consiste en apilar varios chips dentro del mismo IC. Las conexiones entre éstos, así como las conexiones con el encapsulado, se hacen mediante la técnica de Wire-Bonding aunque actualmente se está investigando con Flip-Chip. Esta disposición interna supone un aumento tanto de densidad como de coste y dificultad. Su uso más común son los dispositivos de memoria portables, por ejemplo la dupla Flash + SRAM.
Ventajas e Inconvenientes
VENTAJAS
- Gran aumento de la densidad.
- Aumento del rendimiento: Señales que antes eran externas, ahora están integradas dentro del encapsulado.
INCONVENIENTES
-
Alto coste.
- Dificultad de fabricación.
El Chip-On-Board Mounting (COB) o Montaje sin Encapsulado, es una técnica de encapsulamiento que consiste en depositar el silicio directamente sobre la placa (PCB) conectado a ella mediante Wire-Bonding y finalmente aplicar una resina epoxy sobre el chip para proteger el montaje. Este procedimiento simplifica en gran medida el proceso de fabricación abaratando a su vez el coste. El COB es comúnmente utilizado en circuitos no muy complicados como por ejemplo pantallas LCD o calculadoras.
COB: Antes y después de aplicar la resina sobre el silicio
Ventajas e Inconvenientes
VENTAJAS
- Bajo coste.
- Facilidad de montaje y fabricación.
INCONVENIENTES
- Almacenamiento del silicio sin protección. Puede dañarse muy fácilmente.
- Alta probabilidad de dañar el silicio durante la fabricación. Tener en cuenta que una mota de polvo puede dejar inservible el chip.
Esquema
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