Entegre Devrelerin Die ve Kasa Boyutları Arasındaki Farklar
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
Entegre devrelerin (IC) içindeki die yani çip ile dışındaki kasa boyutları arasında bazen oldukça büyük farklar gözlemlenebilir. Bu farklar, elektronik bileşenlerin tasarım ve üretim süreçlerinde karşılaşılan teknik kısıtlamalar ve standartlardan kaynaklanmaktadır.
Die ve Kasa Arasındaki Boyut Farkının Nedenleri
Bir entegre devrenin dış kasası, içindeki die'den çok daha büyük olabilir. Bu durumun temel sebepleri şunlardır:
Pin Sayısı ve Pin Aralıkları: Özellikle DIP (Dual In-line Package) paketlerde, çok sayıda pinin standart aralıklarla yerleştirilmesi gerekir. Bu standartlar, kasanın belirli bir büyüklükte olmasını zorunlu kılar. Pinlerin sayısı arttıkça, kasa boyutu da büyür.
Eski Paketleme Teknolojileri: BGA (Ball Grid Array) gibi gelişmiş paketleme yöntemleri, daha küçük ve yoğun pin yerleşimi sağlar. Ancak bu teknolojiler, daha karmaşık PCB (Baskılı Devre Kartı) tasarımları ve çok katmanlı yapılar gerektirir. Eski dönemlerde bu teknolojiler yaygın değildi, bu yüzden DIP gibi daha büyük paketler tercih edilirdi.
Giriş/Çıkış Pad Kısıtlamaları: Mikroişlemciler ve diğer karmaşık entegre devreler, giriş/çıkış pad sayısı ile sınırlıdır. Bu da die boyutunu ve dolayısıyla paket boyutunu etkiler.
Paketleme Tasarımının Sınırlamaları: Bazı tasarımlar, paketleme şekli nedeniyle içine sığdırılabilecek kapı sayısını sınırlar. Bu da die boyutunun paket boyutuna göre küçük kalmasına neden olur.
Ayrıca Bakınız
Tarihsel ve Teknolojik Perspektif
Örneğin, Intel Atom işlemcilerinin ilk nesilleri, oldukça küçük die boyutlarına sahipti; öyle ki 11 tane die, bir kuruşun üzerine sığabiliyordu. Ancak bu işlemcilerin çalışması için gerekli olan chipset ve southbridge gibi diğer bileşenlerin die ve paket boyutları, işlemciden daha büyüktü ve daha fazla güç tüketiyordu.
90'lı yıllarda taşınabilir bilgisayarlarda yaygın olan DIP paketler, büyük boyutları ve pin sayıları nedeniyle PCB tasarımında sınırlamalar getiriyordu. Modern SMD (Surface Mount Device) teknolojileri ve küçük paketleme yöntemleri, bu sorunları büyük ölçüde azalttı.
Paketleme Teknolojileri ve Boyut Optimizasyonu
DIP Paketler: Kolay elle lehimleme ve breadboard kullanımına uygun olmaları nedeniyle tercih edilmiştir. Ancak die boyutuna göre kasa oldukça büyüktür.
BGA ve LGA Paketler: Daha küçük pin aralıkları ve çok katmanlı PCB gereksinimleri ile daha kompakt tasarımlar sağlar. Ancak izleme ve lehimleme süreçleri daha karmaşıktır.
WLP (Wafer Level Packaging) ve WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package): Die doğrudan paket olarak kullanılır, böylece die ve paket boyutları neredeyse eşittir. Bu teknoloji modern mikroişlemcilerde ve küçük entegre devrelerde yaygınlaşmaktadır.
İlginç Detaylar ve Gözlemler
Bazı eski entegre devreler, ışığa karşı hassasiyet gösterebilir. Örneğin, belirli bir Raspberry Pi modeli, flaş ışığı altında çip paketinin güneş paneli gibi davranması nedeniyle çökme yaşayabilir.
Entegre devrelerin die'leri mikroskop altında incelenebilir. Bu işlem için çipler birkaç yüz dereceye kadar ısıtılarak kırılgan hale getirilir ve kasa dikkatlice açılır.
Büyük DIP paketlerin içinde, die boyutları genellikle birkaç milimetrekareyi geçmez. Örneğin, NE555 zamanlayıcı entegresinin farklı üreticilere ait die'leri boyut ve görünüm açısından farklılık gösterebilir.
Modern büyük BGA paketleri (örneğin LGA1700) çok sayıda güç ve toprak pini içerir, bu da izleme ve lehimleme işlemlerini zorlaştırır.
Sonuç
Entegre devrelerin die ve kasa boyutları arasındaki farklar, teknolojik gelişmeler, tasarım standartları ve kullanım kolaylığı gibi faktörlerle şekillenir. Eski paketleme yöntemleri, büyük kasalar ve küçük die'ler ile karakterize edilirken, yeni teknolojiler die ve paket boyutlarını birbirine yaklaştırmaktadır. Bu farklar, elektronik tasarım ve üretim süreçlerinde önemli rol oynar ve her biri kendi avantaj ve dezavantajlarını barındırır.
"Die küçüktür çünkü içinde sadece gerekli devre elemanları vardır, kasa ise pinlerin ve bağlantıların düzenli ve standart şekilde yerleştirilmesi için büyüktür."
