Введение. Интегральные микросхемы, как приборы нового типа, Микроэлектроника. Основные понятия., Основные параметры ИС - Основы микроэлектроники
Микроэлектроника. Основные понятия.
Микроэлектроника - это раздел электроники, охватывающий исследования и разработку качественно нового типа электронных приборов (интегральные микросхемы (ИС, ИМС)) и принципов их применения.
Интегральные схемы (ИС) - совокупность большого количества взаимосвязанных компонентов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и т. д.) ,изготовленных в едином техническом цикле на одной и той же несущей конструкции (подложке) и выполняющих определенную функцию преобразования информации.
Интегральные схемы как качественно новый тип приборов:
Ь ИС самостоятельно выполняют законченную сложную функцию.
Ь Повышение функциональности ИС не сопровождается ухудшением основных показателей, а наоборот способствует их улучшению.
Ь Предпочтительность активных элементов перед пассивными.
Ь Маловероятен разброс параметров у смежных элементов, так как они расположены друг от друга на расстоянии нескольких микрон.
Основные параметры ИС
- 1) Функциональная сложность ИС характеризуется степенью интеграции, то есть количеством элементов на кристалле: k = ln*N, где N - количество элементов. 2) Плотность упаковки - количество элементов на единицу площади кристалла. На данный момент достигнута плотность в 100.000 элементов на квадратный миллиметр.
Классификации ИМС
По конструктивно-технологическому исполнению:
Полупроводниковые (монолитные) |
Гибридные |
Прочие | ||
Биполярные (ТТЛ, ТТЛШ, И2Л, ЭСЛ) |
Униполярные (p-канальные, n-канальные, КМОП) |
БиМОП |
Тонкопленочные (1-2 мкм) |
Вакуумные |
Толстопленочные (более 2 мкм) |
Керамические |
По степени интеграции различают:
Интегральная схема |
Степень интеграции |
Количество элементов |
ИС |
K ? 2 |
N ? 100 |
СИС |
2 ?k ? 3 |
N ? 1.000 |
БИС |
3 ?k ? 4 |
N ? 10.000 |
СБИС |
4 ? k ? 6 |
N ? 10.000.000 |
УБС |
K > 6 |
N > 10.000.000 |
По функциональному назначению ИС подразделяются на:
- 1) Аналоговые - генераторы, усилители, детекторы, формирователи, фильтры частот, устройства задержки сигналов, преобразователи, модуляторы. 2) Цифровые - триггеры, логические ИС, запоминающие устройства, устройства для обработки цифровой информации.
По применению в аппаратуре:
- 1) общее применение. 2) специальное применение.
По конструктивному исполнению:
- 1) Корпусные. 2) Безкорпусные.
По технологии производства:
- 1) Кремниевая технология. 2) Арсенид-галлиевая технология. 3) Кремний-германиевая технология.
Система условных обозначений ИМС.
1) Тип корпуса ИМС:
К - широкого применения,
Р, А - пластмассовый корпус,
С, И - стеклокерамический корпус,
М - металлокерамический или керамический корпус,
Е - металлополимерный корпус.
Если после К не стоит буквы, а после единицы стоит Б (К_140УД1Б-2) то ИМС бескорпусная.
- 2) Конструктивно-технологическое исполнение: 1,6 - ИМС на биполярных транзисторах, 5, 7 - ИМС на полевых транзисторах, 2, 4 - гибридные ИМС, 3, 8 - резервные. 3) Номер серии ИМС. 4) Принадлежность схемы по функциональному назначению. 5) Порядковый номер разработки в данной серии (1 или 2 цифры). 6) Тип выводов ИМС: 1 - гибкие выводы, 2 - ленточные выводы, 3 - жесткие выводы.
Для изготовления ИМС используют групповой метод, т. е. на одной и той же пластине изготавливается большое количество ИМС, если позволяет технологический процесс одновременно обрабатывается сразу несколько таких пластин.
Элемент - часть микросхемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента (транзистора, диода и т. д.), которая не может быть выделен как самостоятельное изделие.
Компонент - часть микросхемы, выполняющая функцию какого-либо электрорадиоэлемента, которая может быть выделена, как самостоятельное изделие.
Пленочная ИС (ПИС) - микросхема элементы которой выполнены в виде разного рода пленок нанесенных на поверхность диэлектрической подложк.
Гибридная ИС (ГИС) - микросхема которая представляет собой комбинацию пленочных пассивных элементов и активных компонентов расположенных на общей диэлектрической подложке (активные компоненты являются навесными).
Совмещенная ИС (СИС) - микросхема, у которой активные элементы выполнены в приповерхностном слое полупроводникового кристалла, а пассивные элементы нанесены в виде пленок на предварительно изолированную поверхность того же кристалла.
Полупроводниковая ИС (ППИС) - микросхема все элементы которой выполнены в приповерхностном слое или в объеме полупроводникового кристалла.
После окончания всех основных технологических операций пластина с ИМС поступает на операции тестового контроля электрических параметров. На этом этапе отбраковываются и маркируются все ИМС параметры которых не соответствуют требуемым значениям. Затем пластина разделяется на отдельные кристаллы (ИМС) методом скрайбирования (либо с помощью алмазного резца либо с помощью лазера), затем пластину ломают на отдельные кристаллы и годные чипы монтируют в корпуса.
Скрайбирование - самый быстрый, высокопроизводительный метод разделения групповой мультиплицированной заготовки на отдельные печатные платы, имеющий низкую себестоимость.
Скрайбирование алмазным резцом.
1 - режущая грань резца; 2 - дорожки для скрайбирования в слое защитного диэлектрика; 3 - полупроводниковые микросхемы; 4 - кремниевая пластина. а) - нанесение рисок; б) - пластина с рисками; в) - конструкция алмазной пирамиды.
Лазерное скрайбирование.
А) - Схема лазерного скрайбирования полупроводниковых пластин; б) - Разламывание полупроводниковых пластин на кристаллы валиком: 1 - валик; 2 - защитная пленка; 3 - кристалл. в) - Разламывание полупроводниковых пластин прокатыванием между валиками: 1 - пластина; 2 - упругий валик; 3 - защитная пленка; 4 - стальной валик; 5 - пленка-носитель.
Похожие статьи
-
Гибридные интегральные микросхемы - Интегральные микросхемы
Широкое распространение получили гибридные ИС - интегральные схемы, в которых пассивные элементы - пленочные, а активные элементы (резисторы,...
-
Микроэлектроника - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Интеграмльная (микро)схемма (ИС, ИМС, м/сх, англ. integrated circuit, IC, microcircuit), чип, микрочимп (англ. microchip, silicon chip, chip -- тонкая...
-
Микросхема диэлектрический биполярный полупроводниковый Полупроводниковая ИС - это микросхема, которая представляет собой кристалл полупроводника, в...
-
Интегральная микросхема - это микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигналов и имеющее высокую плотность...
-
Гибридные интегральные схемы - Основы микроэлектроники
Гибридная ИС (ГИС) - микросхема которая представляет собой комбинацию пленочных пассивных элементов и активных компонентов расположенных на общей...
-
Основные параметры логических интегральных микросхем Входное U1вх и выходное U1вых напряжения логической единицы - значение высокого уровня напряжения на...
-
Технология изготовления ППИС на БТ. Элементы ППИС необходимо изолировать друг от друга что бы необходимые соединения осуществлялись только путем...
-
Полупроводниковые твердые схемы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Твердые схемы представляют собой устройства, состоящие из кристаллов полупроводника, выполняющих функции активных и пассивных элементов схемы без внешних...
-
Одновременно с увеличением количества транзисторов улучшаются почти все параметры микропроцессорной технологии, главные из которых -- скорость,...
-
Целью данного курсового проекта является разработка интегрирующего усилителя с выходным каскадом на транзисторах и проведение графоаналитического расчета...
-
Понятие и роль транспорта в коммерческой деятельности Транспорт играет важную роль в развитии экономики страны, связывая промышленность и сельское...
-
Элементы ППИС. - Основы микроэлектроники
1. Разновидность биполярных интегральных транзисторов. 1) Многоэмиттерные транзисторы. МЭТ - составляют основу класса цифровых схем ТТМ. Недостатки: Ш...
-
Расчет выходного частотного фильтра - Основы проектирования приборов и систем
В качестве выходного фильтра целесообразно применить фильтр нижних частот (ФНЧ) с плоской АЧХ (фильтр Баттерворта), имеющий максимальный коэффициент...
-
Определение основных параметров автогрейгера, Масса автогрейдера - Технические основы создания машин
Основными параметрами автогрейдера являются мощность двигателя, колесная формула, размер шин, первая расчетная рабочая скорость и максимальная расчетная...
-
Основные блоки ПК и их значение - Архитектура персонального компьютера
Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и...
-
Усилители звуковой частоты предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до...
-
Определить параметры усилительного каскада, Заключение, Литература - Расчет усилительного каскада
Транзистор усилительный каскад ток Коэффициент усиления каскада по току KI Входное сопротивление каскада RВх если то Выходное сопротивление каскада RВых...
-
Современный процесс разработки технического устройства можно разбить на следующие составные части: Научно-исследовательская работа (НИР);...
-
Фильтры: краткое введение - Активный RC-фильтр с индикацией на выходе
Фильтрами, или электрическими фильтрами, являются частотно-избирательные цепи, спроектированные для "пропускания" или передачи синусоидальных сигналов в...
-
Перевозки автомобильным транспортом включают в себя грузовые и пассажирские перевозки. Классификация грузов отражает те их свойства, которые определяют...
-
Физические процессы в р-n-переходе Основным элементом большинства полупроводниковых приборов является электронно-дырочный переход (р-n-переход),...
-
Наименование разработки: Разработка генератора с мостом Вина Основание для создания: Материалы научно-методических разработок. Назначение и цель...
-
Расчет электрической емкости представляет весьма сложную физико-математическую задачу. В инженерной практике используются справочные данные, готовые...
-
В быстродействующих системах волновое сопротивление должно иметь некоторое оптимальное значение. Критерий оптимизации в данном случае - минимум системной...
-
Получение искусственной общей точки - Основные параметры линейных стабилизаторов напряжения
Часто при питании электронных устройств от батарей возникает необходимость получения из одного гальванически изолированного напряжения аккумуляторной...
-
Способ технической реализации - Основы проектирования приборов и систем
Выходные величины проектируемого ИПАМ, напряжение и ток, содержат помехи в виде как свободных апериодической и колебательных составляющих, так и...
-
Введение - Сборка электронно-оптических систем для электровакуумных приборов
Перед разработкой техпроцесса сборки необходим анализ технических условий (ТУ) на прибор, входящих в комплект документации на прибор вместе с альбомом...
-
Экономика железнодорожного транспорта изучает транспорт с точки зрения производственных отношений в процессе производства. При этом экономика...
-
Введение - Расчет основных показателей параметров обслуживания пассажиров
Основными задачами субъектов осуществляющих пассажирские перевозки являются: - полное удовлетворение потребностей населения в пассажирских автомобильных...
-
Обзор подобных схем - Разработка измерителя температуры охлаждающей жидкости
Основные требования предъявляемые к индикатору измерителя охлаждающей жидкости это точность измерений и высокая надежность. Принцип работы штатного...
-
Нанесение защитной пленки диэлектрика (Si02) - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
После формирования кремниевой подложки наступает этап создания сложнейшей полупроводниковой структуры. Для этого в кремний нужно внедрить так называемые...
-
Анализ развития современной электроники показывает, что цифровая электроника составляет большую часть современных РЭС. Одним из элементов цифровой...
-
Выбор и описание элементной базы - Конструирование СВТ
На сегодняшний день существует 6 основных технологий [1, 4, 5, 6, 7] изготовления микросхем по: 1. Транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ); 2....
-
Основные теоретические сведения Задачи принятия технических решений принято делит на следующие этапы: 1. Формирование целей выбора; покупка изделия и...
-
Основные технические характеристики - Плата КП632
Изделие используется в составе блока КБ 63 МВРИ 468.366.002 стойки контроля КС-6 МВРИ 468.261.002 в качестве блока управления. Плата содержит...
-
Введение, Дорожная сеть и схемы доставки грузов - Виды транспорта и их взаимодействие
Среди многообразия видов транспорта, наиболее используемым в массовых междугородних перевозках в РФ является Железнодорожный транспорт. В условиях нашей...
-
Оценка параметров многомерной функции распределения - Измерения параметров сигнала
Параметр амплитуда сигнал 6.1. Обобщение основных определений на многомерные распределения. До сих пор мы изучали теорию оценок параметров или самих...
-
Светодиод (СИД) представляет собой полупроводниковый прибор с p - n переходом, протекание электрического тока через который вызывает интенсивное...
-
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПАМЯТИ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Полупроводниковая память имеет большое число характеристик и параметров, которые необходимо учитывать при проектировании систем: 1. Емкость памяти...
-
"Верификация" означает установление работоспособности. Параметрическая верификация - Это процедура установления работоспособности устройства с учетом...
Введение. Интегральные микросхемы, как приборы нового типа, Микроэлектроника. Основные понятия., Основные параметры ИС - Основы микроэлектроники