Tecnología de sustrato IC - ¿¿ qué es un chip IC y el tipo de chip?

El chip ic, conocido en inglés como circuito integrado, es un gran número de componentes microelectrónicos (resistencias, condensadores, transistor, etc.) formados por circuitos integrados en una base de plástico, haciendo así un chip. Es ampliamente utilizado en la industria electrónica e informática, y se llama muchos circuitos integrados comunes, circuitos integrados, chips y chips en china. aunque el nombre es diferente, se refiere a la misma cosa.

¿¿ qué tipos de chips IC hay?

Clasificación por estructura funcional

Los circuitos integrados se pueden dividir en dos categorías según su función y estructura: circuitos integrados analógicos y circuitos integrados digitales.

Los circuitos integrados analógicos se utilizan para generar, amplificar y procesar diversas señales analógicas (señales cuya amplitud cambia con el límite de tiempo. por ejemplo, las señales de audio de las radios semiconductoras, las señales de cinta de los vcr, etc.), mientras que los circuitos integrados digitales se utilizan para generar, amplificar y procesar diversas señales digitales (señales con valores de tiempo y amplitud separados. como las señales de audio y vídeo reproducidas en vcd y dvd).

Los circuitos integrados analógicos básicos incluyen amplificadores operativos, multiplicadores, reguladores de voltaje integrados, temporizadores, generadores de señal, etc. los circuitos integrados digitales tienen muchos tipos. Los circuitos integrados pequeños tienen varias puertas, como y no puertas, no puertas y o puertas. Los circuitos integrados medianos tienen selectores de datos, decodificadores, desencadenantes, contadores y registros. Los circuitos integrados a gran escala o muy grandes incluyen PLD (dispositivos lógicos programables) y asic (circuitos integrados dedicados).

Desde el punto de vista de PLD y asic, la diferencia entre componentes, equipos, circuitos y sistemas ya no es muy estricta. No solo eso, el dispositivo PLD en sí es solo un portador de hardware, al cargar diferentes programas se pueden lograr diferentes funciones de circuito. Por lo tanto, los dispositivos modernos ya no son hardware puro. Los dispositivos de software y la electrónica de software correspondiente se han utilizado ampliamente en el diseño electrónico moderno, y su posición es cada vez más importante. Hay varios tipos de componentes de circuito. Con el progreso continuo de la tecnología y la tecnología electrónicas, un gran número de nuevos equipos siguen apareciendo. El mismo equipo también tiene varias formas de embalaje. Por ejemplo, los componentes SMD se pueden ver en todas partes en productos electrónicos modernos. Para diferentes entornos de uso, el mismo equipo tiene diferentes estándares de la industria. Los componentes nacionales suelen tener tres estándares, a saber: estándares civiles, estándares industriales y estándares militares. Diferentes estándares tienen diferentes precios. El precio del equipo estándar militar puede ser diez veces o más que el estándar civil. Los estándares de la industria están entre los dos.

Clasificación por proceso de producción

Según el proceso de fabricación, los circuitos integrados se pueden dividir en circuitos integrados semiconductores y circuitos integrados de película delgada.

Los circuitos integrados de película delgada se dividen en circuitos integrados de película gruesa y circuitos integrados de película delgada.

Clasificación por nivel de integración

Los circuitos integrados se dividen en circuitos integrados pequeños (ssi), circuitos integrados medianos (msi), circuitos integrados grandes (lsi), circuitos integrados a gran escala (vlsi) y circuitos integrados súper grandes por tamaño.

Según los diferentes tipos de conductividad

Los circuitos integrados se pueden dividir en circuitos integrados bipolares y circuitos integrados unipolares según su tipo de conducción.

El proceso de fabricación de los circuitos integrados bipolares es complejo y el consumo de energía es relativamente grande, lo que significa que los circuitos integrados tienen tipos como ttl, ecl, htl, LST - TL y sttl. El proceso de fabricación de circuitos integrados unipolares es simple, el consumo de energía es bajo y es fácil fabricar circuitos integrados a gran escala. Los circuitos integrados representativos incluyen cmos, nmos, PMOS y otros tipos.

Clasificación por uso

Según el uso, los circuitos integrados se pueden dividir en circuitos integrados de televisión, circuitos integrados de audio, circuitos integrados de reproductores de vídeo, circuitos integrados de grabadoras de vídeo, circuitos integrados de computadoras (microcomputadoras), circuitos integrados de órganos electrónicos, circuitos integrados de comunicación, circuitos integrados de cámaras, circuitos integrados de control remoto, circuitos integrados de lenguaje, circuitos integrados de alarma y varios circuitos integrados de aplicación específicos.

Los circuitos integrados de televisión incluyen circuitos integrados de escaneo de línea y campo, circuitos integrados de amplificador intermedio, circuitos integrados de sonido, circuitos integrados de decodificación de color, circuitos integrados de conversión de audio / televisión, circuitos integrados de procesamiento de imágenes chinas de fuente de alimentación de conmutación, circuitos integrados de microprocesadores (cpu), circuitos integrados de memoria, etc.

Los circuitos integrados de audio incluyen circuitos de alta y media frecuencia AM / fm, circuitos de decodificación estereofónica, circuitos Preamplificadores de audio, circuitos integrados de amplificadores operativos de audio, circuitos integrados de amplificadores de potencia de audio, circuitos integrados de procesamiento de sonido envolvente, circuitos integrados de accionamiento de nivel y circuitos integrados de control electrónico de volumen, circuitos integrados de reverberación de retraso, circuitos integrados de conmutación electrónica, etc.

Los circuitos integrados de los reproductores de DVD incluyen circuitos integrados de control de sistemas, circuitos integrados de Codificación de vídeo, circuitos integrados de decodificación vídeo, circuitos integrados de procesamiento de señales de audio, circuitos integrados de procesamiento de señales de audio, circuitos integrados de procesamiento de señales de radiofrecuencia, circuitos integrados de procesamiento de señales digitales, circuitos integrados servoaccionados y circuitos integrados impulsados Por motores.

Proceso de producción de chips IC

El proceso completo de fabricación de chips incluye: diseño de chips, fabricación de obleas, fabricación de envases, pruebas de costos y varias otras partes, de las cuales el proceso de fabricación de chips de obleas es particularmente complejo. La siguiente imagen nos permite comprender conjuntamente el proceso de producción de chips, especialmente la parte de la producción de obleas. En primer lugar, el diseño del chip, de acuerdo con las necesidades del diseño, genera un "patrón".

1. la materia prima de las pastillas de silicio, las pastillas de silicio están compuestas de silicio, que se refina a partir de arena de cuarzo, las pastillas de silicio son silicio para purificar (99999%), seguidas de algunas de silicio puro hechas de barras de silicio, los semiconductores de cuarzo se convierten en el material para la fabricación de circuitos integrados y serán cortados Como una necesidad específica para la producción de chips. Cuanto más delgado sea el chip, menor será el costo de producción, pero mayor será el requisito del proceso.

2. el recubrimiento de la obleas recubiertas de obleas tiene propiedades antioxidantes y resistentes a altas temperaturas, y el material es un fotorresistente.

3. durante el desarrollo y grabado de la fotolitografía de obleas se utilizan productos químicos sensibles a los rayos ultravioleta, es decir, se suavizan en caso de exposición a los rayos ultravioleta. La forma del chip se puede obtener controlando la posición del fotorresistente. Se aplica un fotorresistente a una pastilla de silicio para que se disuelva a la exposición a los rayos ultravioleta. Esto se logra aplicando la primera parte de la máscara para que se disuelva la parte bajo luz ultravioleta directa, que luego se puede lavar con un disolvente. Luego se puede lavar la parte disuelta con un disolvente para que el resto tenga la misma forma que la máscara, que es exactamente el efecto que queremos. Esto nos proporciona la capa de sílice necesaria.

4. las mezclas de impurezas se inyectarán en iones de chip para producir los semiconductores P y n correspondientes. El proceso específico comienza en la zona expuesta de la pasta y entra en la mezcla de iones químicos. Este proceso cambiará la forma en que las regiones dopados conducen la electricidad para que cada Transistor pueda pasar, desconectar o llevar datos. Los chips simples se pueden hacer en una sola capa, pero los chips complejos suelen tener muchas capas, un proceso repetido en el que diferentes capas se pueden conectar abriendo ventanas. Esto es similar al principio de producción de varias capas para la producción de placas de pcb. Los chips más complejos pueden requerir más de una capa de sílice, esta vez mediante litografía repetida y los procesos mencionados para lograr la formación de estructuras tridimensionales.

5. después de la prueba del CHIP en el proceso anterior, se forman granos de celosía en el chip. Las características eléctricas de cada molde se prueban mediante una prueba de aguja. Por lo general, cada chip tiene una gran cantidad de granos, y organizar el modo de prueba de acupuntura es un proceso muy complejo, lo que requiere que los chips de la misma especificación se produzcan en la medida de lo posible al construir un modelo de producción en masa. Cuanto mayor sea la cantidad, menor será el costo relativo, por lo que el costo de los dispositivos de chip convencionales es un factor.

6. el encapsulamiento completa la fabricación de obleas para fijar y vincular los pines, que se pueden convertir en diferentes formas de encapsulamiento según sea necesario, por lo que el mismo núcleo de chip puede tener diferentes formas de encapsulamiento. Por ejemplo: dip, qfps, plcc, qfn, etc. aquí está determinado principalmente por factores periféricos como los hábitos de aplicación de los usuarios, el entorno de aplicación y la forma del mercado.

7. el último proceso de fabricación de chips probados se puede dividir en pruebas generales y pruebas especiales, las primeras son chips encapsulados en varios entornos para probar sus características eléctricas, como consumo de energía, velocidad de trabajo, resistencia a la presión, etc. los chips probados se dividen en diferentes niveles según sus características eléctricas. Las pruebas especiales se basan en las necesidades especiales de los clientes para parámetros técnicos, a partir de las especificaciones de algunos chips, parámetros similares de la variedad, para hacer pruebas especiales específicas para ver si pueden satisfacer las necesidades especiales de los clientes para decidir si diseñar un chip especial para los clientes. Después de pasar la prueba general, los productos con etiquetas de identificación y envases como especificaciones, modelos y fechas de fábrica se pueden enviar. Los chips que no aprueben la prueba serán degradados o rechazados en función de los parámetros que cumplan.

Los chips IC tienen una amplia gama de aplicaciones, y sus principales funciones son las siguientes:

Control y procesamiento de datos: los chips se pueden utilizar para controlar y procesar varios datos, incluidos los datos en dispositivos electrónicos como computadoras, teléfonos móviles y televisores.

Datos almacenados: el chip se puede utilizar para almacenar datos, por ejemplo, el chip de memoria puede guardar programas y datos en la computadora.

Comunicación: el chip se puede utilizar para realizar funciones de comunicación, como el chip de comunicación en el teléfono móvil puede realizar comunicaciones inalámbricas.

Control de dispositivos externos: los chips se pueden utilizar para controlar y conducir varios dispositivos externos, como los chips en el automóvil que pueden controlar el motor, el sistema de frenado, etc.

Implementar funciones específicas: el chip puede implementar varias funciones específicas de acuerdo con diferentes necesidades de aplicación, como el chip de sensor puede percibir la temperatura y la humedad en el entorno. En resumen, el chip es un componente central indispensable de los dispositivos electrónicos modernos, y su función abarca muchos aspectos, como el control, el procesamiento, el almacenamiento, la comunicación y la implementación de funciones específicas.

Con el progreso continuo y la innovación tecnológica, el rendimiento de los chips IC mejorará aún más y el campo de aplicación será más amplio. En el futuro, esperamos ver más diseños innovadores que contribuyan más a resolver problemas mundiales, promover la Ciencia y la tecnología y promover el bienestar humano.