FABRICACIÓN CIRCUITO INTEGRADO

Summary

El video explica detalladamente la fabricación de circuitos integrados, comenzando con la extracción y purificación del silicio hasta la creación de circuitos en obleas mediante fotolitografía. Se describen los procesos de formación de transistores, resistores, condensadores y diodos, y cómo estos se interconectan para formar chips funcionales. Además, se aborda el encapsulado de los circuitos para su protección y manejo, destacando dos tipos principales: DIP (Dual In-line Package) y SMD (Surface Mount Device). El proceso resalta la miniaturización y alta integración de los circuitos electrónicos en dispositivos modernos.

Takeaways

• 😀 Un circuito integrado (CI) es una combinación de transistores, resistencias, condensadores y diodos alojados en un chip extremadamente pequeño, usualmente de silicio.
• 😀 Los circuitos integrados permiten reducir el volumen de los circuitos electrónicos y aumentar su capacidad y velocidad de actuación.
• 😀 El proceso de fabricación de los circuitos integrados comienza con la arena de sílice, de la cual se extrae y purifica el silicio.
• 😀 El silicio se funde y se dopan con impurezas de tipo P o N, lo que genera un semiconductor que se solidifica en grandes lingotes cilíndricos.
• 😀 Los lingotes de silicio se cortan en obleas delgadas, de aproximadamente 1 mm de espesor, que se utilizarán para la fabricación del CI.
• 😀 La fotolitografía es el proceso que se utiliza para crear las estructuras del CI. Se aplica una capa de material fotosensible sobre la oblea, que reacciona a la luz ultravioleta.
• 😀 A través de la fotolitografía, se utiliza una máscara con zonas transparentes y opacas para formar patrones en la oblea, creando componentes como transistores y diodos.
• 😀 Se emplean varios pasos de fotolitografía y difusión de impurezas para crear las diferentes zonas de tipo N y P en la oblea, que son esenciales para el funcionamiento del CI.
• 😀 Después de la formación de los componentes, se deposita una capa de aluminio en la oblea para crear los terminales de conexión de los circuitos integrados.
• 😀 Los circuitos integrados pueden fabricarse en masa sobre una sola oblea, y luego se cortan para crear chips individuales que se encapsulan para protegerlos y facilitar su montaje.
• 😀 Los CI se pueden empaquetar en encapsulados de tecnología de inserción (THT) o de montaje superficial (SMT), dependiendo del tipo de conexión y la escala de integración de los circuitos.

Q & A

¿Qué es un circuito integrado?

Un circuito integrado (CI) es una combinación de transistores, resistencias, condensadores y diodos, todos alojados en un chip muy pequeño, generalmente hecho de silicio. Esto permite reducir el volumen de los circuitos electrónicos mientras se aumenta su capacidad y velocidad de actuación.

¿Cómo se obtiene el silicio para fabricar circuitos integrados?

El silicio se obtiene de la arena de sílice. Este se refina, purifica y se calienta hasta fundirse, momento en el cual se le añaden impurezas de tipo p o tipo n para modificar sus propiedades eléctricas.

¿Qué son los lingotes de silicio y cómo se utilizan en la fabricación de circuitos integrados?

Los lingotes de silicio son bloques cilíndricos grandes formados al enfriarse el silicio fundido. Estos lingotes se cortan en discos delgados llamados obleas, que tienen un espesor aproximado de un milímetro y son la base para la fabricación de los circuitos integrados.

¿Qué es el proceso de fotolitografía y cómo se aplica en la fabricación de ICs?

La fotolitografía es un proceso en el cual se aplica una capa de material fotosensible (fotoresina) sobre la oblea de silicio. Luego, se expone a luz ultravioleta a través de una máscara con zonas transparentes y opacas. Las áreas expuestas a la luz se solidifican y las no expuestas se eliminan con un revelador, permitiendo formar patrones sobre la oblea.

¿Qué ocurre después de la fotolitografía en el proceso de fabricación de circuitos integrados?

Después de la fotolitografía, se elimina el dióxido de silicio expuesto mediante un baño de ácido fluorhídrico. Posteriormente, se introducen dopantes tipo n en la oblea por difusión, modificando las propiedades de las distintas zonas del semiconductor.

¿Cómo se crean las zonas de tipo p y tipo n en la oblea?

Las zonas de tipo p y tipo n se crean mediante la difusión de impurezas en la oblea de silicio. Las impurezas tipo p o n se introducen en el material a través de un proceso controlado, formando las diferentes regiones con propiedades eléctricas específicas que componen los transistores.

¿Qué función tiene el dióxido de silicio en el proceso de fabricación?

El dióxido de silicio actúa como aislante y protege ciertas áreas de la oblea durante el proceso de fotolitografía. Además, contribuye a la formación de capas que son necesarias para el aislamiento y la creación de componentes específicos en el circuito integrado.

¿Qué es el encapsulado de un circuito integrado y por qué es importante?

El encapsulado es el proceso de envolver el circuito integrado en una carcasa protectora. Su principal función es proteger el CI de las condiciones ambientales, disipar el calor que genera y facilitar su manipulación y montaje en circuitos impresos.

¿Cuáles son los tipos de encapsulado más comunes para circuitos integrados?

Los tipos más comunes de encapsulado son el de inserción, como el DIP (Dual In-line Package) y SIP (Single In-line Package), y el encapsulado de montaje superficial (SMD), que es más pequeño y se monta directamente en la superficie del PCB.

¿En qué se diferencia el encapsulado DIP del SIP?

El DIP (Dual In-line Package) tiene dos filas de pines de conexión, mientras que el SIP (Single In-line Package) tiene una sola fila de pines. Ambos tipos de encapsulado son para inserción en el PCB, pero el DIP es más grande y permite un manejo más fácil.

¿Por qué se utilizan robots para colocar los componentes SMD en los circuitos?

Los componentes SMD (Surface-Mounted Devices) son muy pequeños y tienen una alta escala de integración. Debido a su tamaño y precisión, se colocan con robots de montaje para garantizar su posicionamiento correcto en la placa del circuito impreso (PCB).