IC 또는 IC 패키지에 디커플링 캡이 내장되어 있지 않은 이유는 무엇입니까?

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제목은 아마 충분하지만, 왜 디커플링 캡이 칩이나 최소한 IC 패키징에 내장되어 있지 않은지 궁금했습니다.

decoupling-capacitor decoupling

— 케니
소스

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그들은 때때로 있습니다! 나는 그들과 함께 PC CPU를 보았습니다. 일반 장치에는 너무 비싸서 너무 커질 것입니다.

— 레온 헬러

사람들이 언급했듯이 소켓에 캡을 내장 할 수 있습니다. RS에서 다른 공급 업체도 판매 할 수 있음을 발견 했습니다. 그것들은 표준 소켓보다 비싸지 만. 소켓과 캡을 별도로 구입하는 것과 비교할 때 업계에서 비용이 가치가 없을 수도 있다고 생각합니다.

— Dean

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@Leon : 댓글 대신 답이 될 수 있습니다 :)

— endolith

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@ endolith- 대답 이었습니다 ! 레온에게는 너무 어렵지 않습니다. :-)

— stevenvh 2016 년

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칩에 커패시터를 통합하는 것은 비용이 많이 들고 (많은 공간이 필요함) 효율적이지 않습니다 (극소 한 커패시터로 제한됨).
패키징은 공간을 제공하지 않으며 커패시터는 본딩에 방해가됩니다.

편집
IC 패키지의 소형화는 휴대폰 시장 (megadevices 수백 년, 아닌 경우 gigadevice)에 의해 구동된다. 우리는 항상 면적과 높이 모두에서 더 작은 패키지를 원합니다. 핸드폰을 열어 문제가 무엇인지 확인하십시오. (내 전화는 1cm 두께이며 하우징 상단 및 하단, 디스플레이, 5mm 두께의 배터리 및 구성 요소가있는 PCB가 있습니다) .BGA 패키지 는 높이가 1mm 미만입니다 ( 이 SRAM 패키지 는 0.55입니다) mm (!)). 0402100nF 디커플링 커패시터의 높이보다 작습니다.
또한 SRAM의 전형적인 특징은 패키지 크기가 표준이 아니라는 것입니다. 8mm * 6mm뿐만 아니라 9mm * 6mm도 있습니다. 패키지가 다이에 최대한 가깝게 맞기 때문입니다. 본딩을 위해 각면에 다이 플러스 mm의 일부만 추가하십시오. (BTW, BGA 다이는 통합 PCB에 본딩되어 신호를 에지에서 볼 그리드로 라우팅합니다.)
이것은 극단적 인 예이지만 TQFP와 같은 다른 패키지는 더 많은 공간을 남기지 않습니다.

또한 커패시터를 선택하여 PCB에 배치하는 것이 훨씬 저렴합니다. 어쨌든 다른 구성 요소에 대해이 작업을 수행하고 있습니다.

— 스티븐
소스

참고 문헌이 있으면 좋겠지 만 꼭 필요한 것은 아닙니다.

— Kortuk

일부 칩 패키지에서 커패시터를 보드에 배치 할 수있는 패키지의 아래쪽에 오목한 부분을 성형 할 수 있습니까? 패키지와 다이가 거의 같은 크기의 칩에서는 작동하지 않지만 많은 패키지 IC에서 다이 캐비티는 패키지의 작은 부분입니다.

— supercat

@ Kotuk-일반적으로 Kortuk, 항상 더 많이 원합니다! :-) 문제는 제조업체가 디커플링 커패시터를 통합하지 않은 이유를 설명하지 않는다는 것입니다. 그들에게는 분명하다.

— stevenvh

미안하지만 "명백하다 ..."는 사지 않습니다. 왜냐하면 그것은 큰 그림을 보지 않는 좁은 시야라고 생각하기 때문입니다. 나는 휴대 전화 및 포장 문제에 대해 동의합니다. 원하는 커패시턴스를 가진 재료를 포장에 디자인하고 와이어 본더로 접착 할 수있는 것으로 보입니다. 어쩌면 그것은 분명하지 않거나 아마도 무지합니다. 말할 것도없이, 어떤 식 으로든 통합 된 것보다 보드에 더 많은 공간이 필요하다고 생각합니다.

— kenny

@kenny-나는 그것이 필사자들에게만 해당되는 것이 아니라 제조업체에게는 분명하다고 말했다. 더 많은 공간을 필요로하는 외부 캡에 대해 : 커패시터를 맞추기 위해 패키지를 확대 할 필요가없는 경우에만 해당됩니다. BGA 예제에서 설명했듯이 0402를 배치 할 공간이 없습니다. 게다가, 후자는 100 nF로 가지 않는다. (또한 본딩 머신에 평평한 표면이 필요하지 않은지 궁금합니다.)

— stevenvh

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* 커패시터 설계자들은 고급 45nm 공정을 사용하는 것을 좋아하지 않으며 IC 설계자들은 바륨 티타 네이트로부터 매우 큰 을 얻는 방법에 대해 거의 또는 전혀 모른다 . * $\epsilon_r$

칩에 사용되는 재료는 커패시터에 필요한 것 (즉, 매우 높은 유전 상수)이 아닌 반도체에 최적화되어 있습니다. 그리고 온칩 커패시터는 여전히 많은 공간을 사용하여 칩을 매우 비싸게 만듭니다. 온칩 커패시터의 비교적 넓은 영역은 원래 칩 기능에 필요한 까다로운 프로세스 단계를 모두 거쳐야합니다. 따라서 칩 구조에 내장 된 유일한 커패시터는 어쨌든 매우 작을 수 있거나 IC가 의도 한 것에 매우 정확하게 트리밍해야하는 커패시터, 예를 들어 연속 근사 아날로그의 전하 재분배 커패시터입니다. -칩을 제조하는 동안 트리밍해야하는 디지털 컨버터.

커패시터의 정확한 값이 중요하지 않지만 높은 C * V 제품이 필요한 경우 칩의 공급 레일 디커플링 또는 참조 노드 버퍼링과 같은 경우 커패시터를 다음에 배치하는 것이 좋습니다 IC. 이들은 소용량으로 많은 정전 용량 * 전압을 위해 트리밍 된 전해 또는 세라믹 재료로 만들어 질 수 있으며 이러한 요구 사항에 이상적인 프로세스로 제작됩니다.

세라믹 커패시터가 IC를 사용하여 동일한 패키지에 배치되거나 동일한 패키지에 배치되는 하이브리드 패키징 기술은 물론 표준 IC 패키지 및 소켓을 통해 다이에서 커넥터까지의 길이가 보드가 이미 길고 인덕턴스가 너무 높거나 IC 제조업체가 보드 디자이너가 데이터 캡과 IC를 충족시킬 수있는 위치에 대한 데이터 시트 및 애플리케이션 노트를 실제로 읽고 싶지 않은 경우 사양.

— 제보
소스

그 정보에 감사드립니다. 실제로 마지막 단락과 같이 패키지가 통합되어 있다고 생각했습니다. 리드 프레임 벤더는 날짜가 잘못되어 디자인에 반영 될 수있는 것으로 보입니다. 어쩌면 그 과정이나 그에 대한 비용에 대한 이유가 있습니까?

— kenny

AFAIK, 커패시터는 하이브리드 패키지로 납땜되며 하이브리드 패키지는 세라믹 또는 FR4와 유사하지만 항상 실리콘과 같은 열 확장 특성을 가진 일종의 보드 재료를 포함합니다. 다이, 리드 프레임 및 그 주위에 패키지 만 있으면 본딩 만 있고 납땜은 없습니다. 캡이 실제로 접착 될 수 있는지 모르겠습니다.

— zebonaut 16:21에

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디커플링 커패시터가 내장 된 IC 소켓이있었습니다. 몇 년 동안 본 적이 없었습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

— 린든
소스

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이 오래된 IC 소켓의 예에 대한 예 또는 링크를 제공 할 수 있습니까?

— Jeff Atwood

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문제는 IC (die) 또는 IC 패키지 내의 캡에 관한 것이었다. 이것은 패키지가 아닌 IC 소켓입니다. 이 소켓은 SMT가 아직 표준이 아닌 PCB의 공간을 절약하기 위해 개발되었을 수 있으며 GND가 핀 (# total_pins / 2)에 있고 VCC가 핀 (#total_pins)에있는 일반적인 논리 패키지로 제한되어 있습니다.

— zebonaut

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@Jeff-나는 Lyndon의 답변에 이미지를 추가했습니다. 더 이상 표시되지 않는 이유는 핀 20의 Vcc, 핀 10의 gnd와 같은 특정 고정에만 적용되기 때문입니다. 일반적으로 LSTTL 및 HCMOS 빌딩 블록입니다. 그런 식으로 파워 핀을 배치하는 것은 시작하기에 끔찍한 아이디어였으며 더 이상 끝나지 않았습니다. 최신 IC는 거의 모든 곳에 전원 핀을 가질 수 있지만 종종 더 가깝게 배치됩니다. 또한, 이것은 더 이상 DIL!을 누가 사용합니까? :-)

— stevenvh

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@stevenvh, 나는 그것이 농담임을 알고 있지만 ... 우리는 여전히 DIL을 많이 사용합니다! :( 고출력으로 설계 할 때 많은 구성 요소가 스루 홀을 필요로하므로 보드 팹에 둘 다 더 비싸기 때문에 저의 EE 전원 공급 업체가 알려주는 최저 비용입니다.

— kenny

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처음 이걸 보았을 때 그것이 포토샵 농담 인 줄 알았어요

— Joel B

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문제가 디커플링 캡이 패키징의 다이와 함께 캡슐화되지 않은 이유 인 경우, 주된 이유는 경제성이라고 말할 수 있습니다. 대부분의 경우 커패시터를 온보드로 가져 오는 데 성능상의 이점이 많지 않습니다. 추가 비용 (프로세스 개발, 테스트 및 제품 비용)은 소비자에게 이익을 제공하지 않으며 장치 비용을 추가합니다.

패키지 내 칩도 수용하려면 기존 패키징 프로세스를 수정해야합니다. 이는 기존의 툴링 (기계, 금형, 검사 장비 등)을 새로 추가하거나 수정하는 데 상당한 양의 비용을 추가 할 수 있습니다.

다이에 커패시터를 직접 배치하는 경우, 다이 공간은 커패시터보다 트랜지스터만큼 더 중요합니다. 커패시턴스의 경우에도 코어 다이 패키징 외부에서 커패시턴스를 사용하는 것이 좋습니다.

— 토이 빌더
소스

@whoever downvoted-당신이 왜 그랬는지 우리에게 알려 주면 좋을 것입니다. @Toybuilder가 답변을 향상시킬 수 있습니다.

— stevenvh

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여기서 투표권을받을만한 가치가있는 곳이 없습니다. 그것은 그다지 새로운 것을 추가하지 않거나 매우 자세하게 설명하지 않는다는 점에서 큰 대답은 아니지만 잘못되거나 부적절하거나 모욕적이거나 악의적 인 것도 아닙니다. 방금 0으로 되찾기 위해 한 번만 표를주었습니다. 일반적으로 나는이 표를 얻지 않았지만 부정적인 것으로 남겨 두는 것은 불공평하다고 생각했습니다.

— Olin Lathrop 2016 년