Publicado em 2021-07-17 19:14:20

manutenção de celulares REPAROS EM PLACAS Prof. Fábio Gonçalves Eng° Mecatrônico Eletrônica Digital Módulo 1 Circuitos Integrados Conceitos de Circuito Integrado “CI” Circuito integrado (CI) é um circuito eletrônico construído totalmente em um único e pequeno encapsulamento “chip” de silício. Todos os componentes que formam o circuito (transistores, diodos, resistores e capacitores) são partes integrais de um único chip. Os CIs digitais podem ser divididos em duas grandes categorias: funções lógicas fixas e funções lógicas programáveis. No caso dos dispositivos de funções lógicas fixas, as funções são estabelecidas pelo fabricante e não podem ser alteradas. Ja os de funções lógicas programáveis os dados podem ser inseridos ou removidos conforme a necessidade do programador. A Figura abaixo mostra uma vista em corte de um tipo de CI de função fixa com o chip do circuito que fica dentro do encapsulamento. Os pontos de conexão do chip são interligados aos pinos no encapsulamento para permitir as conexões de entrada e saída com o mundo externo. Estrutura Interna dos CIs Encapsulamento de CIs Os encapsulamentos de circuitos integrados são classificados de acordo com a forma com que eles são montados nas placas de circuito impresso como dispositivos com pinos que passam através de furos (PTH – pin through-hole) na placa ou como dispositivos montados na superfície (SMD – surface mounted- device) da placa. O tipo PTH tem pinos (terminais) que são inseridos em furos na placa de circuito impresso e podem ser soldados a condutores (trilhas na placa) no lado oposto da placa. O tipo mais comum de PTH e SMD é o encapsulamento no qual os pinos estão dispostos em duas linhas paralelas (DIP – dual in-line package) mostrado na Figura abaixo. SMD-DIP PTH-DIP Um outro tipo de encapsulamento de CI usa tecnologia de montagem em superfície (SMT – surface mount tecnology). A montagem em superfície é uma alternativa de economia de espaço em comparação aos dispositivos PTH. Encapsulamento de CIs - Especiais Exintem outros 3 tipos comuns de encapsulamentos SMT são: SOIC (small outline IC), PLCC (plastic lead chip carrier) e LCCC (leadless ceramic chip carrier). Esses tipos de encapsulamentos estão disponíveis em vários tamanhos dependendo do número de terminais (mais terminais são necessários para circuitos mais complexos). Os terminais do SOIC são construídos na forma de “asa de gaivota”. Os terminais do PLCC são dobrados para baixo do encapsulamento dando a forma da letra J em vez de terminais, o LCCC tem contatos metálicos moldados no seu corpo cerâmico. SMT - SOIC SMT - PLCC SMT - LCCC SOIC com terminais "asa de gaivota" PLCC com terminais tipo “J” LCCC sem terminais (os pontos de contato fazem parte do invólucro) Exemplo Encapsulamento de CIs - Especiais Numeração dos Pinos Todos os encapsulamentos de CIs têm um formato padrão para a numeração dos pinos (terminais). Os DIPs do tipo SOICs têm o estilo de numeração conforme figura abaixo, para um encapsulamento de 16 pinos. Observando a parte superior do encapsulamento, o pino 1 está indicado por um pequeno ponto, um entalhe ou uma borda chanfrada. Começando pelo pino 1, os números dos pinos aumentam à medida que se percorre os pinos para baixo, passando para o outro lado e subindo. O pino de maior número está sempre à direita do entalhe ou do lado oposto ao ponto. Os encapsulamentos PLCC e LCCC têm terminais dispostos nos quatro lados. O pino 1 é indicado por um ponto ou uma marca de índice e está localizado no centro de um dos lados. Os números dos pinos aumentam no sentido anti- horário quando se visualiza o encapsulamento por cima. O pino de maior número está sempre à direita do pino 1. A Figura abaixo ilustra esse formato para um encapsulamento PLCC de 44 pinos. Numeração dos Pinos Pino 1 Encapsulamento de CIs – Tecnologia BGAs Ball Grid Array (BGA) – Estrutura feita por Conjunto de Esferas é um tipo de encapsulamento utilizado em circuitos integrados, como por exemplo, chipsets, memórias e microprocessadores, entre outros. A conexão entre o circuito integrado e a placa é feita por pequenos pontos de soldas na parte inferior, que estão em contato direto com o chip de silício, dispensando pinos externos como em outros encapsulamentos. É um tipo de encapsulamento onde os terminais de contato são do tipo esfera. Tal componente é inserido ou removido de uma placa de circuito impresso utilizando uma ferramenta denominada Estação de Retrabalho. Ela pode ser do tipo AR QUENTE ou INFRARED. Após a remoção desse componente, é necessário, para sua reutilização, a colocação de novas esferas através de moldes denominados stencils. Manuseio de CIs – Tecnologia BGAs Uma das características do encapsulamento do tipo BGA é a grande quantidade de pinos, na ordem de centenas, possibilitando a criação de circuitos integrados com muitos I/Os Numeração dos Pontos de Contatos Existem vários tipos de pinagem disponível em BGA. Na figura abaixo segue 2 tipos básicos, onde o pino 1 é indicado no canto onde não tem o chanfrado, da direita para esquerda, referindo-se as colunas. Logo abaixo do pino 1, no lado direito, segue as letras em ordem alfabética indicando a linha. Classificações do Grau de Complexidade dos CIs Os circuitos integrados podem ser classificados por graus de complexidades de acordo com sua densidade de integração, ou seja, por número de portas: SSI – Integração em Pequena Escala (até 11 portas) MSI - Integração em Média Escala (de 12 até 100 portas) LSI - Integração em Grande Escala (de 101 até 1000 portas) VLSI - Integração em Escala Muito Grande (mais de 1000) Tecnologia de Circuitos Integrados O tipo MOS utiliza transistores MOSFETs com os quais os circuitos integrados são implementados e o tipo Bipolar utiliza transistores BJT. São utilizadas duas tecnologias básicas para fabricação de CI’S: Bipolar – Integração de transistores bipolares na pastilha de Silício (SSI e MSI) MOS – Integração de transistores de efeito de campo (LSI e VLSI) Família Digital utilizando tecnologia bipolar (BJT) DTL – Lógica “Diodo Transistor” RTL - Lógica “Resistor Transistor” RCTL - Lógica “Resistor Capacitor Transistor” TTL - Lógica “Transistor Transistor” ECL - Lógica “Emissor Acoplado” HTL – “High Threshold Logic” Simples Não muito usadas Mais Popular Usada De AltíssimaVelocidade Alta Imunidade a Ruídos Família Digital utilizando tecnologia MOS PMOS – MOSFET canal P NMOS – MOSFET canal N CMOS – MOSFET’s complementares (canal P e N) Menos Usadas – Muito Lentas Mais Usadas em Microp. e Memórias Mais Popular Usada Baixo Consumo Dispositivos que se utilizam da tecnologia CMOS têm baixa dissipação de potência se comparados aos de tecnologia TTL (por isso são usados em equipamentos alimentados por baterias: ex:calculadoras,lap-top’s,celulares,tablets, etc...) Possuem alta imunidade a ruído e sua desvantagem é a baixa velocidade ( tempo de atraso de propagação). Eletrônica Digital Módulo 1