Por Mike Josiah y el personal técnico en Uninet
Traducido por Enrique Stura, UniNet Argentina
¿Qué es un chip de cartucho? ¿Qué hace realmente un chip de cartucho? ¿Qué puede NO hacer un chip?
Las respuestas a estas preguntas pueden ser a la vez simples y complicadas. Dado que ahora son una gran parte de nuestra industria, pensamos que un buen momento para cubrir los orígenes de chips de cartuchos y su desarrollo a través de los años. También veremos las diferentes tecnologías utilizadas, las diferencias en algunas de los últimos diseños y posiblemente lo más importante es lo que pueden y no pueden hacer.
A través de los años los chips de cartuchos han evolucionado bastantes, (a veces más rápidos que la tecnología utilizada en los cartuchos en donde se aplican). Si no lo has aún, echa un vistazo a la imagen inicial en este artículo, hay más de 20 años de chips en allí.
Antes de empezar, vamos a cubrir un poco de historia del chip.
Antes del uso de chips había una buena cantidad de cartuchos que utilizan fusibles eléctricos de una forma u otra. Fueron baratos y fácilmente reemplazados. Vea las figuras A y B. Cuando los chips de cartuchos aparecieron por primera vez, eran muy simples y fácilmente restaurables. De hecho podría restablecerse con una simple caja que servía para reescribir el código. Visto por primera vez en la primavera de 1992 el motor TEC 1305 fue uno de los primeros en usar chips. Los chips utilizados en el TEC 1305 y también el motor de la Xerox N24 que salió poco después eran dispositivos bastante simples. (Ver figura 1).
Inicialmente HP aprovechó chips disponibles en el mercado para la impresora Color LJ 4500. Sólo enchufaban en un zócalo. En la figura 2 se puede ver la progresión de diseños de HP a través de los años en referencia a los chips compatibles del mercado de reposición. Vemos ahí el viejo ci 4500, el primer chip de radiofrecuencia, uno de las primeras plaquetas SMT (tecnología de montaje superficial) y finalmente las versiones de tipo ASiC utilizado hoy.
Lexmark ha sido uno de los más desafiantes OEM para nuestra industria. El Optra T (4069) no era demasiado complicado para superar, pero con el lanzamiento de la serie T520, nuestro mundo cambió. Una de las primeras soluciones de recambio debía tener una mini-plaqueta alambrada de tal forma que realmente permitía ser montada sobre el chip OEM usado existente en un estilo "Tándem". Fue conectado a una pequeña plaqueta de paso que encaja en la ranura del OEM. Luego vinieron las primeras plaquetas integrales. Comenzaron con componentes algo grandes que con el tiempo fueron miniaturizados en la medida que la industria evolucionaba. Entonces finalmente las nuevas plaquetas más pequeñas con códigos de cifrado extremadamente complejos que es lo que tenemos ahora. Vea la figura 3
Con pocas excepciones, todos los chips de HP y Lexmark han sido de los tipos de contactos que poseen los mismos plateado en las superficies que tocan los contactos de las máquinas cuando se instala. (HP-4100, 4600 y 9000 excluidos). Otro estilo de chip es el tipo de RF (Radio frecuencia). Estos chips transmiten una pequeña señal a través de una antena para comunicarse con la impresora. La antena puede ser una bobina de alambre duro o incluso una etiqueta fina con un circuito flexible impreso en él. Pueden ser y se ven muy diferentes de un fabricante a otro. (Ver figura 4)
También ha habido algunos chips algo raros en su forma y presentación. La figura 5 muestra algunos de ellos. La plaqueta que se parece a una tarjeta de crédito, por ejemplo, se inserta en la máquina cuando se instala un nuevo cartucho para reiniciar el contador de la impresora.
El último desarrollo para tanto el OEM como el mercado de reposición en chips es el de Circuito Integrado de aplicación especifica. Se diseñan específicamente para un propósito. La programación es incorporada y es más hardware que software.
Fabricación de chips con circuito integrado de aplicacion especifica. ASiC
El proceso de fabricación de chips ASiC es realmente muy interesante.
Todo comienza con arena o silicio en forma de dióxido de silicio. El dióxido de silicio purificado y fundido y se cultiva un cristal que eventualmente es lo que llamamos un lingote. Por lo general pesan unos 100Kg y tienen forma de un cilindro sólido.
Los lingotes son cortados y cada rebanada se pule hasta que tengan una superficie lisa e impecable de espejo. En este punto las rebanadas son recubiertas con polímero líquido fotosensible (photo-resist), expuesto, grabado y luego dopadas. El dopaje es donde se agregan otras sustancias químicas a lugares específicos para cambiar la forma en que el silicio conduce la electricidad. Ver figuras C-G.
Ahora dependiendo de lo que se ha de fabricar otras capas de cobre o plomo se agregan. La oblea que se muestra mide 6 "de diámetro. Vea la figura 6
Las obleas son probadas y entonces se cortan para que la oblea produzca miles de chips. Para la HP P4015 se obtienen aproximadamente 15.000 chips con cifrado, por oblea. A continuación son preparados para que el chip pueda ser cableado para propósitos de nuestra industria, luego montado en una pequeña placa de circuito. Vea las figuras 7 y 8 para observar vistas ampliadas de los chips en la oblea.
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