初识集成电路 ppt课件

1、第三章 集成运算放大器 在学习本章内容集成运放之前，给大家引见一下集成电路的相关知识 在电子技术术语中，有个很俗的称号术语叫“牛屎，那么行家说的 “牛屎是什么呢？又关我事？传说中的“牛屎何谓牛屎？ 其实“牛屎是一种“封装方式 在集成电路俗称IC的消费过程中，晶圆厂行内人叫Wafer厂将客人委托消费的IC做成1片片的晶圆Wafer之后，会先送去测试厂当然也有人省略不测，测试厂就该IC的功能做测试测试相关数据当然是由客人本人提供，测试OK的晶圆再送去切割厂或是包装厂 1片晶圆可以切割数十颗到数千颗不等，就看是甚么功能的了。假设是像Flash，普通1片是数十颗或是百颗计算，假设是其他消费性的，比如是

2、遥控器，1片上千颗了。 正常的IC都会做封装，由于封装的面像美观，觉得也高档。封装Packaging厂在封装的时候就会先做切割再包装，出来的IC通称“颗粒。假设IC不需求封装，就会直接作切割Dice Sort，出来的IC通称“裸片。 那裸片如何将脚位与PCB作衔接呢？打线Bonding厂就发扬作用了，当打线厂用铝线将裸片与PCB衔接在一同之后，必需求有个维护的东西，这个东西就是“胶打好线，测试好，就得进展封胶“进烤箱烘烤1个半钟头左右出来之后就是大家看到的“牛屎虽然卖像不好，但是消费过程也破费很多人的心血，所以大家别对“牛屎有那么大的反感优点：开发周期短封装本钱低适用于比较简单的电路缺陷:由于

3、是晶元直接绑定在线路板上,所以底衬能够不能很好的焊接或者是焊接不牢靠.受热或者是受冷之后,由于热涨冷缩的缘由,底衬能够会接触不良黑胶密封性比起其他方式的封装方式，密封性差很多，能够会遭到水，潮湿环境和静电的影响。黑胶封装的胶体有老化的能够黑胶封装的线路板根本没有维修的能够。除了“牛屎，他还想到了什么关于集成电路的有趣的俗称么？我是“蜈蚣哥“牛屎封装的优缺陷牛屎封装的优缺陷PLAY一、集成电路的开展过程一、集成电路的开展过程1 1、19041904年年, ,电子三极管真空三极管为第一次。电子三极管真空三极管为第一次。真空三极管的发明人,“无线电之父,Lee de Forest 4 4、19741

4、974年，出现了大规模集成电路年，出现了大规模集成电路(LSI (Large (LSI (Large Scale Integration )Scale Integration )为第四次。为第四次。 2 2、19481948年，费来明发明了晶体三极管为第二次。年，费来明发明了晶体三极管为第二次。3 3、19581958年，集成电路年，集成电路(IC(ICintegrated integrated circuitcircuit ) )为第三次。为第三次。中国中国6565年消费第一块年消费第一块TTLTTL与非门与非门大规模集成电路如今集成电路的规模，正在以平均如今集成电路的规模，正在以平均1 1

5、2 2年翻一番的速度在增大。年翻一番的速度在增大。 1948 1966 1971 1980 1990 2019 20191948 1966 1971 1980 1990 2019 2019 小规模小规模 中规模中规模 大规模大规模 超大规模超大规模 超超大规模超超大规模 超亿规模超亿规模 SSI MSI LSI VLSI ULSI GSISSI MSI LSI VLSI ULSI GSI实际集成度实际集成度 10-100 10010-100 1001000 10001000 10001010万万 1010万万100100万万 100100万万1 1亿亿 1 1亿亿商业集成度商业集成度 1 10

6、 1001 10 1001000 10001000 10002 2万万 2 2万万5 5万万 5050万万 10001000万万 触发器触发器 计数器计数器 单片机单片机 1616位和位和3232位位 图象图象 SRAMSRAM 加法器加法器 ROM ROM 微处置器微处置器 处置器处置器 128128位位CPUCPU1 1设计技术的提高，简化电路，合理规划布线设计技术的提高，简化电路，合理规划布线2 2器件的尺寸减少工艺允许的最细线条器件的尺寸减少工艺允许的最细线条 消费环境：超净车间消费环境：超净车间3 3芯片面积增大，从芯片面积增大，从1 15 mm25 mm2到如今的到如今的1 cm2

7、1 cm219671967年在一块晶片上完成年在一块晶片上完成10001000个晶体管的研制胜利。个晶体管的研制胜利。集成电路集成度的提高主要依托三个要素集成电路集成度的提高主要依托三个要素7777年美国年美国30mm230mm2制造制造1313万个晶体管，即万个晶体管，即64K64K位位DRAMDRAM。 目前运用的目前运用的1616兆位兆位DRAMDRAM集成电路的线条宽度为集成电路的线条宽度为0.5 0.5 微米，微米， 6464兆位兆位DRAMDRAM集成电路的线条宽度为集成电路的线条宽度为0.3 0.3 微米，继续开展可望微米，继续开展可望到达到达0.010.01微米，微米，0.01

8、0.01微米的概念相当于微米的概念相当于3030个原子排成一列的个原子排成一列的长度。这一尺寸在半导体集成电路中，曾经成为极限，再小长度。这一尺寸在半导体集成电路中，曾经成为极限，再小PNPN结的实际就不存在了，或者说作为电子学范畴的集成电路结的实际就不存在了，或者说作为电子学范畴的集成电路已达极限，就会从电子学跃变到量子工学的范畴，随之而来已达极限，就会从电子学跃变到量子工学的范畴，随之而来的一门新的工程学的一门新的工程学对量子景象加以工程运用的对量子景象加以工程运用的“量子工学量子工学也就诞生了，由这一实际指点而将做成的量子器件，将延也就诞生了，由这一实际指点而将做成的量子器件，将延续集成

9、电路的开展。如今美国和日本正投入大量的人力和物续集成电路的开展。如今美国和日本正投入大量的人力和物力进展这方面的研讨，并且在力进展这方面的研讨，并且在“原子级加工方面获得了一定原子级加工方面获得了一定的成果。的成果。在一块芯片上能制造的晶体管能否有极限？在一块芯片上能制造的晶体管能否有极限？数字集成电路：门电路，触发器，计数器，存贮器，数字集成电路：门电路，触发器，计数器，存贮器，微处置器等电路。微处置器等电路。 74 74系列，系列，74LS74LS，74HC74HC，40004000系列，系列，CMOSCMOS等等各种型号。各种型号。 LM741 1 2 3 48 7 6 51 12 23

10、 34 45 56 67 78 8 LM741 1 2 3 48 7 6 5 4 4、元件的精度低，但对称性好，温度特、元件的精度低，但对称性好，温度特性好。性好。 1 1、制造容量大于、制造容量大于2000PF2000PF的电容元件很困难，的电容元件很困难，如需大电容必需外接，所以集成运放普通都采用如需大电容必需外接，所以集成运放普通都采用直接耦合放大电路。直接耦合放大电路。 2 2、制造太大和太小的电阻不经济，占用硅、制造太大和太小的电阻不经济，占用硅面积大。普通面积大。普通R R的范围为的范围为10010030K30K，大电阻，大电阻用恒流源替代。用恒流源替代。3 3、集成工艺是做的元件

11、愈单纯愈好做。、集成工艺是做的元件愈单纯愈好做。集成电路的封装分类IC制造过程芯片封装知识简介封装思索的主要要素芯片面积与封装面积之比尽量接近1:1基于散热的要求，封装越薄越好 引脚尽量短，引脚间距尽量大要便于安装开展历史上世纪60年代末期到如今，阅历了金属圆管壳扁平陶瓷管壳双列陶瓷管壳、双列塑封陶瓷QFP管壳、塑料QFP陶瓷、塑料LCC陶瓷PGA管壳的封装，目前正在进入BGA、BGA、CSP的封装阶段。 芯片封装知识简介 IC制造 图纸设计 实物制造 前工程 后工程 IC封装 引脚插入型 DIP/SIP/ZIP/PGA 外表实装型 SOP/QFP/SOJ/TCP/BGA/CSP/MCMDIP

12、: Dual Inline PackageSIP: Single Inline PackageZIP: Zigzag Inline PackagePGA: Pin Grid Array PackageSOP: Small Outline PackageQFP: Quad Flat PackageSOJ: Small Outline J-leaded packageTCP: Tape Carrier PackageBGA: Ball Grid Array PackageCSP: Chip Size/Scale PackageMCM: Multi Chip Model芯片封装知识简介 双列直插式 (Dual Inline Package, DIP) 8088 CPU 绝大多数中小规模IC均采用这种封装方式，引脚100 公用工具外表安装设备SMD 装卸 高频运用、可靠性高，封装面积小芯片封装知识简介 引脚网格阵列Pin Grid Array，PGA 公用PGA插槽 操作方便，可靠性高，但电耗大 Intel CPU中80286、80386和某些486 ZIFZero Insertion Force插