Почему развязывающие колпачки не встроены в корпус IC или IC?

Название, вероятно, достаточно хорошее, но мне всегда было интересно, почему разъединительные колпачки не встроены в чип или, по крайней мере, в упаковку IC?

Интеграция конденсаторов на чипе стоит дорого (им нужно много места) и не очень эффективна (вы ограничены очень маленькими конденсаторами).
Упаковка не предлагает комнату, конденсатор будет на пути склеивания.

редактировать
IC пакет миниатюризация обусловлена рынком мобильных телефонов (сотни megadevices в год, если не gigadevice). Мы всегда хотим пакеты меньшего размера, как по площади, так и по высоте. Просто откройте свой мобильный телефон, чтобы увидеть, в чем проблема. (Мой телефон имеет толщину 1 см, включая верхнюю и нижнюю часть корпуса, дисплей, батарею толщиной 5 мм и между ними есть печатная плата с компонентами.) Вы можете найти пакеты BGA, высота которых меньше мм ( этот пакет SRAM равен 0,55 мм (!)). Это меньше, чем высота развязывающего конденсатора 0402 100 нФ.
Типичным для SRAM является то, что размер пакета не является стандартным. Вы найдете 8 мм * 6 мм, но также 9 мм * 6 мм. Это потому, что упаковка подходит к матрице как можно ближе. Просто штамп плюс на каждой стороне доли мм для склеивания. (Кстати, матрицы BGA соединены на встроенной печатной плате, которая направляет сигналы от краев к шариковой сетке.)
Это крайний пример, но другие пакеты, такие как TQFP, не оставляют намного больше места.

Также гораздо дешевле выбрать и разместить конденсатор на печатной плате; вы все равно делаете это для других компонентов.

$\epsilon_r$

Материалы, используемые в микросхемах, оптимизированы для полупроводников, а не для вещей, необходимых в конденсаторах (т.е. чрезвычайно высокие диэлектрические постоянные). И даже если бы они были, встроенные конденсаторы все равно занимали бы много места, делая чипы очень дорогими. Относительно большая площадь встроенного в чип конденсатора должна была бы пройти через все сложные технологические этапы, необходимые для первоначальной функциональности чипа. Следовательно, единственные конденсаторы, встроенные в структуру микросхемы, - это те, которые в любом случае могут быть очень маленькими или те, которые должны быть очень точно подобраны к тому, к чему предназначена ИС, например, конденсаторы перераспределения заряда аналогового последовательного приближения. -Цифровой преобразователь, который должен быть обрезан, пока чип еще находится в процессе производства.

Для таких вещей, как разъединение шин питания микросхемы или буферизация его эталонного узла, где точное значение конденсатора не имеет большого значения, но когда требуется продукт с высоким C * V, лучше разместить несколько конденсаторов рядом с ИС. Они могут быть изготовлены из электролитического или керамического материала, обрезанного для большого емкостного напряжения * в небольшом объеме, и изготовлены в процессе, идеальном для этих требований.

Кроме того, существуют, конечно, некоторые гибридные технологии упаковки, в которых керамические конденсаторы помещаются на или в одну и ту же упаковку с микросхемой, но это исключения, когда длина разъемов от головки до стандартной упаковки ИС и от гнезда до крышки на плата уже была бы слишком длинной и имела бы слишком большую индуктивность, или там, где производитель микросхемы не хочет полагаться на то, что разработчики платы фактически прочитают свои листы данных и замечания по применению о том, где должны быть размещены крышки, чтобы микросхема могла соответствовать ее технические характеристики.

Раньше были встроенные разъёмы IC с развязывающими конденсаторами. Давно их не видел, хотя

Если вопрос заключается в том, почему развязывающие колпачки не инкапсулированы вместе с головкой в ​​упаковке, я бы сказал, что основная причина - экономичность - в большинстве случаев не так много прироста производительности для подключения конденсатора к плате (вместо этого иметь его на печатной плате) - поэтому дополнительные затраты (на разработку процесса, тестирование и стоимость товаров) не приносят пользы потребителю и лишь увеличивают стоимость устройства.

Существующие процессы упаковки также должны быть изменены, чтобы приспособить чип внутри упаковки. Это добавило бы значительную сумму затрат на новое или модификацию существующего инструмента (станки, пресс-формы, контрольное оборудование и так далее) - просто чтобы добавить этот дополнительный конденсатор.

Что касается размещения конденсаторов непосредственно на кристалле - это пространство кристалла более ценно в качестве транзисторов, чем в качестве конденсаторов. Опять же, для емкости лучше использовать ее вне упаковки с сердцевиной.