Пакети от интегрални схеми - Студиопедия
IC класификация.
Тема 6. Конструктивни модули от нулево ниво. Интегрална MS.
На най-ниското, нулево, ниво на конструктивната йерархия на компютри от всякакъв тип и предназначение има интегрални схеми (ИС), които изпълняват логически, спомагателни, специални функции, както и функция на паметта. В момента индустрията произвежда голям брой интегрални схеми, които могат да бъдат класифицирани според редица критерии.
Според функционалното си предназначение ИС се делят на логически (цифрови), линейно-импулсни и линейни (аналогови).Логическите ИС се използват в цифрови устройства. Логическите интегрални схеми включват микропроцесорни схеми, схеми на паметта и други интегрални схеми, които изпълняват логически функции.Линейно-импулсни и линейни ИС се използват в аналогови компютри и устройства за преобразуване на информация. Тези ИС включват различни преобразуватели, операционни усилватели, компаратори, DAC, ADC и други схеми. Според технологията на производство ИС се делят на полупроводникови и хибридни.
Елементите на електрическата верига на полупроводниковите интегрални схеми се формират в обема и (или) върху повърхността на полупроводниковия материал (субстрат). Образуването на активни и пасивни елементи на веригата се извършва чрез въвеждане на концентрации на примеси в различни части на монокристална пластина.В зависимост от използваните активни елементи полупроводниковите ИС се разделят на вериги с биполярни и еднополярни структури.Според метода на изолиране на компонентите, тези вериги са разделени на интегрални схеми с дифузионна изолация и изолирани с диелектрик ИС.
В хибридните интегрални схеми пасивната част на веригата е направена под формата на филми, отложени върхуповърхността на диелектричния материал (субстрат), а активните елементи с независим дизайн са прикрепени към повърхността на субстрата. Хибридните интегрални схеми използват както тънки, така и дебели резистивни, проводими и диелектрични филми. Филмите с дебелина до 1 µm се считат за тънки, а тези с дебелина над 1 µm се считат за дебели. ИС, използващи тънък и дебел филм, се наричат съответно тънък и дебел филм.
В зависимост от метода на свързване на безпакетни активни елементи, хибридните интегрални схеми се разделят на микросхеми с гъвкави и твърди (топка, прът, греда и лопата) изходи.
Степента на интеграция Ki на една микросхема се определя от броя N елементарни вериги, съдържащи се в нея:
където [lgN е цялата част от IgN.
Така микросхема, съдържаща до 10 елементарни вериги, има първа степен на интеграция (малка IC), до 100 вериги - втора (средна IC), до 1000 вериги - трета (LSI), повече от 1000 вериги - много голяма IC (VLSI).
Според дизайна на ИС те се разделят на опаковани с изводи, опаковани без изводи и неопакован.
Според конструктивните особености на елементите за защита на ИС от външни въздействия (влага, газове, прах, механични въздействия, радиация и др.) се разграничаватопакованиинеопакованиИС.
Корпусите на интегралните схеми изпълняват редица функции, основните от които са следните: защита от климатични и механични влияния; екраниране на смущения; опростяване на процесите на сглобяване на микросхеми; унифициране на оригиналния структурен елемент (микросхема) по отношение на габаритните и инсталационните размери.
Вкорпуса ICs защитата на кристала или субстрата се осъществява от часттаIC корпус-от дизайна на IC, която заедно със защитата от външнивлияния е предназначен за свързване на IC с външни електрически вериги чрез заключенията. За да се предпазят чиповете, кутиите са запечатани.
Всеки тип корпус се характеризира с габаритни и присъединителни размери, брой изводи и тяхното разположение спрямо равнината на основата на корпуса. Щифтовете на чипа могат да лежат в равнината на основата на пакета (равнинни щифтове ) или да са перпендикулярни на нея (щифтове за щифтове ). Планарните клеми обикновено са с правоъгълно напречно сечение, докато щифтовите клеми са кръгли или правоъгълни.
По конструктивни и технологични характеристики кутиите се разграничават:
а) стъкло към метал (стъклена или метална основа, свързана към метален капак чрез заваряване; проводниците са изолирани със стъкло);
б) метал-полимер (субстрат с елементи и изводи се поставя в метален капак, след което се извършва запечатване чрез изливане със съединение);
в) керамично-метал (керамична основа, свързана с метален капак чрез заваряване или запояване);
г) керамични (керамични основа и капак, свързани помежду си чрез запояване);
д) пластмаса (пластмасова основа, свързана с пластмасов капак чрез кримпване).
Основният недостатък както на пакетните микросхеми, така и на устройствата, изградени върху тях, е голямото количество спомагателни структурни елементи: пакети, проводници, уплътнителни елементи, радиатори и др., Които не носят функционално натоварване. Използването на пакетни микросхеми води до непродуктивно големи разходи за полезен обем и маса на устройството, намалява плътността на елементите с един или два порядъка в сравнение с плътността на тяхното разполагане в кристал или върху субстрат.
ПонастоящемРазработването на полупроводникови интегрални схеми в пакети по правило се придружава от разработването на техните аналози в неопакован вариант.Непакетирани ИС,както и транзистори, диоди и други ERE формират елементната база на хибридни ИС и микровъзли, запечатани компютърни модули.
Конструкциите на безрамкови елементи обикновено имат формата на паралелепипед с определени габаритни и свързващи размери. Основните опции за свързване са гъвкави и твърди проводници (топка, лента, греда и др.). За да се ускори монтирането върху печатни платки, безопаковъчните интегрални схеми могат да бъдат сглобени върху гъвкава носеща лента, като например полиимид. Запечатването на неопаковани ИС се извършва най-често чрез запълване със смеси от органични и неорганични материали.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: