集成电路基础知识培训讲义（33页)ppt课件

1、IC Base Training 主讲：罗慧丽集成电路根底知识一、集成电路的根本概念及分类第一节 集成电路的根本概念知识1、什么是集成电路？我们通常所说的“芯片指集成电路, 那什么是集成电路呢？ 所谓集成电路就是把一个单元电路或一些功能电路，甚至某一整机的功能电路集中制造在一个晶片上，再封装在一个便于安装、焊接的外壳中的电路上。集成电路有膜薄膜、厚膜、半导体集成电路及混合集成电路。半导体集成电路是利用半导体工艺将一些晶体管、电阻器、电容器以及连线等制造在很小的半导体资料或绝缘基片上，构成一个完好电路，封装在特制的外壳中，从壳内向壳外接出引线，半导体集成电路常用IC表示。集成电路的英文是：Int

2、egrated Circuit 简称为IC 通用集成电路General IC 例如单片机、存储器等，通用都可以了解为普通常用的。公用集成电路Application Specific Integrated Circuit 简称为ASIC ASIC是专门为了某一种或几种特定功能而设计的，它也是相对于通用集成电路而言的，除通用的一些集成电路外，都可称为公用集成电路。 2、集成电路的分类ASIC可以分为全定制Full Custom半定制Semi-Custom“全定制(Full-Custom)是一种基于晶体管级的ASIC设计方式，包括在晶体管的幅员尺寸、位置及规划布线等技术细节上的精心设计，最后将设计结

3、果交由厂家去进展掩模制造，制呵斥芯片。这种设计方法的优点是芯片可以获得最优的性能，即面积利用率高、速度快、功耗低，而缺陷是开发周期长，费用高，只适宜大批量产品开发。半定制(Semi-Custom)是一种约束性ASIC设计方式。半定制ASIC通常是包含门阵列(Gata Array)和规范单元(Standard Cell)设计法，这两种方法都是约束性的设计方法，其主要目的就是简化设计，牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间。 3、ASIC的分类电路设计幅员设计集成电路芯片的显微照片集成电路制造流程1、掩膜版加工2、晶圆加工3、中测切割、减薄、挑粒4、封装或绑定5、成测前工序后工序集成电路制造流程掩膜版加

4、工 在半导体制造的整个流程中，其中一部分就是从幅员到wafer制造中间的一个过程，即光掩膜或称光罩(mask)制造。这一部分是流程衔接的关键部分，是流程中造价最高的一部分，也是限制最小线宽的瓶颈之一。现代光刻依托的一种类似于放大照片底片的投影印刷。图是简化的曝光过程。透镜系统校准一个强UV光源，称为光罩的金属盘子会挡住光线。UV光穿过光罩中透明的部分和另外的透镜在wafer上构成图像。 晶圆是指硅半导体积体电路制造所用的硅晶片，由于其外形为圆形，故称为晶圆；它多指单晶圆片，由普通的硅沙提炼而成，是最常用的半导体资料。它的常用直径尺寸分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来开展出12英寸甚

5、至更大规格的，晶圆越大，同一圆片上可消费的IC就越多，可降低本钱，但要求资料技术和消费技术更高。 在硅晶片上可加工制形成各种电路元件构造，而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始资料是硅，而地壳外表有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.99999999999。晶圆制造厂再将此多晶硅融解，再于融液内掺入一小粒的硅晶体晶种，然后将其渐渐拉出，以构成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗小晶粒在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶。硅晶棒再经过研磨，抛光，切片后，即成为积体电路工厂的根本原料硅晶圆片 这就是“晶圆，英文为“

6、Wafer晶圆的引见1、光刻：IC消费的主要工艺手段,指用光技术在晶圆上刻蚀电路。 2、线宽:4微米/1微米/0.6微米/0.35微米/035微米等,是指IC消费工艺可到达的最小导线宽度,是IC工艺先进程度的主要目的.线宽越小,集成度就高,在同一面积上就集成更多电路单元。3、前、后工序:IC制造过程中, 晶圆光刻的工艺(即所谓流片),被称为前工序,这是IC制造的最关键技术;晶圆流片后,其切割、封装等工序被称为后工序。 名词解释中测硅片的测试中测Wafer test是半导体后道封装测试的第一站。中测有很多个称号，比如针测、晶圆测试、CPCircuit Probing、Wafer Sort、Waf

7、er Probing等等。中测的目的是将硅片中不良的芯片挑选出来，然后打上红点或者是黑点。所用到的设备有测试机IC Tester、探针卡Probe Card、探针台Prober以及测试机与探针卡之间的接口Mechanical Interface。集成电路的封装1、什么是集成电路的封装 集成电路的封装就是将封装资料和半导体芯片结合在一同，构成一个以半导体为根底的电子功能块器件。封装资料除了维护芯片不受外界灰尘、潮气、机械冲击外，还起到了机械支撑和散热的功能。当今约有90%的芯片用模塑料进展封装。 随着IC高度集成化、芯片和封装面积的增大、封装层的薄壳化以及要求价钱的进一步降低，对于模塑料提出了更

8、高且综合性的要求。2、集成电路封装方式的简介 集成电路的封装方式有很多，按封装方式可分三大类，即双列直插型、贴片型和功率型。 在选择器件封装方式应首先思索其胶体尺寸和脚间距这两点。胶体尺寸是指器件封装资料部分的宽度H，普通用英制mil来标注；脚间距是指器件引脚间的间隔L，普通用公制mm来标注。2、集成电路封装方式的简介1)双列直插封装-DIP(DualIn-linePackage) 特点：常见封装方法，可以插入插座中(易于测试) ，也可永久焊接到印刷电路板的小孔上 ，本钱较低，适用范围广 。胶体尺寸分为：300mil、600mil、750mil三种，常用的是300mil、600mil两种。 脚

9、间距普通均为 2.54mm,普通情况下: 引脚数24时其胶体尺寸为300mil时，俗称窄体； 引脚数24时其胶体尺寸为600mil时，俗称宽体。适用产品：电源管理类产品、音频、语音IC、LED驱动、电源维护等。其他SDIP(ShrinkDIP)紧缩式双列直插封装，比常规DIP针脚密度高PDIP(PlasticsDIP)塑料双列直插封装,两管脚间距比常规小，俗称廋型DIP 2、集成电路封装方式的简介贴片SMD型 贴片器件种类繁多，按种类可分如下几类；SOP、TSOP-1、TSOP-2、SSOP、QFP、SOJ、PLCCQFJ等1)方形扁平封装-QFP(QuadFlatPackage) 特点：引脚

10、间距较小及细，常用于大规模或超大规模集成电路封装。必需采用SMT(外表安装技术)进展焊接。操作方便，可靠性高。适用产品：控制 IC、驱动IC、解码器等。其他LQFP(LittleQFP)小型QFP,对引脚数进展精简，运用于有限空间TQFP(ThinQFP)微型扁平封装,有效利用空间，减少高度和何种HQFP(HeatsinkQFP)带散热QFPPQFP(PlasticQFP)塑料QFP2、集成电路封装方式的简介2)小型外框封装-SOP(SmallOutlinePackage) 特点：体积小、散热较好、寄生参数减小，高频运用，可靠性较高。引脚离芯片较远，废品率添加且本钱较低。适用产品：电源管理、开

11、关、音频效果、驱动IC、电源维护、控制IC其它：TSOP(ThinSOP)薄型小尺寸SOP SSOP(Shrink Small-Outline Package) 减少外型封装2、集成电路封装方式的简介3)有引线芯片载体-LCC(LeadedChipCarrier) 特点：高脚位、密间距、可在较高频率下任务。适用产品：存储器、控制器、驱动、解码等。图示其他：PLCC(PlasticLCC)塑料资料LCC 2、集成电路封装方式的简介4)球栅阵列封装-BGA(BallGridArraypackage)特点：引脚为针刺巨阵陈列，性能有管脚数大大提升，功耗大。5小尺寸晶体管封装-SOT(SmallOut

12、lineTransistorpackage) 6多芯片模块-MCM(MultiChipModel 特点：处理集成度低和功能不完善等问题，将多个高性能模块集成到一同，封装延迟小，易于高速化，减少模块整面子积，系统可靠性添加。7祼片封装技术 COB：COB技术，焊接时，先将芯片贴在PCB上，凝固后再进展引线，测试合格后用树脂胶覆盖。其特点是技术成熟，本钱低廉，空间小。但环境要求严厉，不易维修。 FlipChip ：FlipChip以称为倒装片，与COB相比如向下，I/O端位于芯片外表，封装密度和速度均有提高。2、集成电路封装方式的简介3、集成电路的打标一个芯片做成以后，要往外表上打上商品名等字样，

13、称为打标也可称为“印字。印字的目的在注明商品的规格及制造者，良好的印字令人有高尚产品之觉得，因此在封装过程中，印字是相当重要的往往会有由于印字不明晰或字迹断裂而遭致退货重新印字的情形。 打标的方式： 1激光打标：用激光在半导体产品外表打印上商品名，集成电路上的字是由激光刻出来的。2印式：直接像印章一样印字在胶体上 3转印式pad print：运用转印头从字模上沾印再印字在胶体上 4雷射刻印方式laser mark：运用雷射直接在胶体上刻印 规范包装规格对于SMD 产品，规范包装质量如下表所述。请根据包装数量进展订购。1. 盒装柱面式产品用乙烯袋包装，每批包含250到1000件。然后，将1到20袋装入内盒以组成一批。最后，将内盒放入纸箱以便装运。质量随型号的变化而变化。 2. 管装DIP产品放置抗静电集成电路管内并装到盒子里以便进展运送。 3.盘装贴片产品先进展编带，然后卷进盘中以便运送。 芯片废品构成以后，还要进展出货的最后一关，那就是做废品的测试。 普通测试：将芯片置于各种环境下测试其电气特性，如耗费功率、运转速度、