Un circuito integrado híbrido ( HIC ), microcircuito híbrido , circuito híbrido o simplemente híbrido es un circuito electrónico miniaturizado construido con dispositivos individuales, como dispositivos semiconductores (por ejemplo, transistores , diodos o circuitos integrados monolíticos ) y componentes pasivos (por ejemplo , resistencias , inductores , transformadores y condensadores ), unidos a un sustrato o placa de circuito impreso (PCB). [1] Una PCB que tiene componentes en una placa de cableado impreso (PWB) no se considera un verdadero circuito híbrido según la definición de MIL-PRF-38534 .
" Circuito integrado ", como se utiliza actualmente el término, generalmente se refiere a un CI monolítico que difiere notablemente de un HIC en que un HIC se fabrica interconectando una serie de componentes en un sustrato, mientras que los componentes de un CI (monolíticos) se fabrican en una serie de pasos completamente en una sola oblea que luego se corta en chips. [2] Algunos circuitos híbridos pueden contener CI monolíticos, particularmente circuitos híbridos de módulo multichip (MCM).
Los circuitos híbridos se pueden encapsular en epoxi , como se muestra en la foto, o en aplicaciones militares y espaciales, se soldaba una tapa al paquete. Un circuito híbrido sirve como un componente en una PCB de la misma manera que un circuito integrado monolítico ; la diferencia entre los dos tipos de dispositivos está en cómo se construyen y fabrican. La ventaja de los circuitos híbridos es que se pueden usar componentes que no se pueden incluir en un CI monolítico, por ejemplo, condensadores de gran valor, componentes bobinados, cristales, inductores. [3] En aplicaciones militares y espaciales, numerosos circuitos integrados, transistores y diodos, en su forma de matriz, se colocarían en un sustrato de cerámica o berilio. Se uniría un cable de oro o aluminio desde las almohadillas del CI, transistor o diodo al sustrato.
La tecnología de película gruesa se utiliza a menudo como medio de interconexión para circuitos integrados híbridos. El uso de interconexiones de película gruesa serigrafiadas ofrece ventajas de versatilidad sobre las de película fina, aunque los tamaños de las características pueden ser mayores y las resistencias depositadas, más amplias en tolerancia. La película gruesa multicapa es una técnica para mejorar aún más la integración utilizando un dieléctrico aislante serigrafiado para garantizar que las conexiones entre capas se realicen solo donde sea necesario. Una ventaja clave para el diseñador de circuitos es la libertad total en la elección del valor de la resistencia en la tecnología de película gruesa. Las resistencias planas también se serigrafian y se incluyen en el diseño de interconexión de película gruesa. La composición y las dimensiones de las resistencias se pueden seleccionar para proporcionar los valores deseados. El valor final de la resistencia se determina por diseño y se puede ajustar mediante recorte láser . Una vez que el circuito híbrido está completamente poblado de componentes, se puede lograr un ajuste fino antes de la prueba final mediante recorte láser activo.
La tecnología de película delgada también se empleó en la década de 1960. Ultra Electronics fabricó circuitos utilizando un sustrato de vidrio de sílice. Se depositó una película de tantalio por pulverización catódica seguida de una capa de oro por evaporación. La capa de oro se grabó primero tras la aplicación de una fotorresistencia para formar almohadillas de conexión compatibles con la soldadura. Se formaron redes resistivas, también mediante un proceso de fotorresistencia y grabado. Estas se recortaron con alta precisión mediante adonización selectiva de la película. Los condensadores y semiconductores tenían la forma de LID (dispositivos invertidos sin plomo) soldados a la superficie calentando selectivamente el sustrato desde la parte inferior. Los circuitos completos se encapsularon en una resina de ftalato de dialilo. Se fabricaron varias redes pasivas personalizadas utilizando estas técnicas, al igual que algunos amplificadores y otros circuitos especializados. Se cree que algunas redes pasivas se utilizaron en las unidades de control del motor fabricadas por Ultra Electronics para el Concorde.
Algunas tecnologías de circuitos híbridos modernos, como los híbridos de sustrato y LTCC , permiten la incorporación de componentes dentro de las capas de un sustrato multicapa, además de los componentes colocados sobre la superficie del sustrato. Esta tecnología produce un circuito que es, hasta cierto punto, tridimensional .
Los circuitos integrados híbridos son especialmente adecuados para señales analógicas. Se utilizaron en algunas de las primeras computadoras digitales, pero fueron reemplazados por circuitos integrados monolíticos que ofrecían un mayor rendimiento. [4] [5] [6]
En los primeros tiempos de los teléfonos, los módulos separados que contenían transformadores y resistencias se llamaban híbridos o bobinas híbridas ; han sido reemplazados por circuitos integrados de semiconductores .
En los primeros tiempos de los transistores, el término circuito híbrido se utilizaba para describir circuitos con transistores y tubos de vacío ; por ejemplo, un amplificador de audio con transistores utilizados para la amplificación de voltaje seguido de una etapa de salida de potencia de tubo de vacío, ya que no había transistores de potencia adecuados disponibles. Este uso, y los dispositivos, son obsoletos, sin embargo, los amplificadores que utilizan una etapa de preamplificador de tubo acoplada con una etapa de salida de estado sólido todavía se fabrican y se denominan amplificadores híbridos en referencia a esto.
Medios relacionados con Circuitos integrados híbridos en Wikimedia Commons