Substrato IC - Che cosa sono un chip ic e tipi di esso?

I chip IC, nome inglese Integrated Circuit Chip (circuito integrato), sono un gran numero di componenti microelettronici (resistenze, condensatori, transistor, ecc.) formati dal circuito integrato su una base plastica, rendendo così un chip. È ampiamente dovuto nel campo dell'elettronica, dell'industria informatica, è chiamato molto comune nel paese chiamato circuiti integrati, IC, chip, chip, anche se il nome non è lo stesso, ma si riferisce alla stessa cosa.

Che tipo di chip IC ci sono?

Classificato per struttura funzionale

I circuiti integrati possono essere suddivisi in due categorie: circuiti integrati analogici e circuiti integrati digitali in base alle loro funzioni e strutture.

I circuiti integrati analogici sono utilizzati per generare, amplificare ed elaborare vari segnali analogici (riferiti a segnali la cui ampiezza cambia con i limiti temporali, ad esempio segnali audio di radio a semiconduttore, segnali a nastro di videoregistratore, ecc.), mentre i circuiti integrati digitali sono utilizzati per generare, amplificare ed elaborare vari segnali digitali (riferiti a segnali con valori discreti nel tempo e nell'ampiezza, ad esempio segnali audio e segnali video riprodotti da VCD e DVD).

I circuiti integrati analogici di base includono amplificatori operativi, moltiplicatori, regolatori di tensione integrati, timer, generatori di segnale, ecc Ci sono molti tipi di circuiti integrati digitali. I circuiti integrati su piccola scala hanno una varietà di cancelli, come i cancelli NAND, NON i cancelli e O i cancelli. I circuiti integrati di media scala hanno selettori di dati, codec, flip-flop, contatori e registri. I circuiti integrati su larga scala o su larga scala includono PLD (Programmable Logic Device) e ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

Dal punto di vista del PLD e dell'ASIC, la distinzione tra componenti, dispositivi, circuiti e sistemi non è più molto rigorosa. Non solo, il dispositivo PLD stesso è solo un supporto hardware e diverse funzioni di circuito possono essere realizzate caricando diversi programmi. Pertanto, i dispositivi moderni non sono più hardware puro. I dispositivi software e l'elettronica software corrispondente sono stati ampiamente utilizzati nella progettazione elettronica moderna e il loro stato sta diventando sempre più importante. Ci sono molti tipi di componenti del circuito. Con il continuo miglioramento della tecnologia e della tecnologia elettronica, un gran numero di nuovi dispositivi continuano ad apparire. Lo stesso dispositivo ha anche più moduli di imballaggio. Ad esempio, i componenti SMD sono stati visti ovunque nei moderni prodotti elettronici. Per ambienti di utilizzo diversi, lo stesso dispositivo ha standard industriali diversi. I componenti domestici di solito hanno tre standard, vale a dire: standard civili, standard industriali e standard militari. Standard diversi hanno prezzi diversi. Il prezzo dei dispositivi standard militari può essere dieci volte o più degli standard civili. Gli standard industriali sono da qualche parte nel mezzo.

Classificato per processo di produzione

I circuiti integrati possono essere suddivisi in circuiti integrati a semiconduttore e circuiti integrati a film sottile secondo il processo di produzione.

I circuiti integrati a film sono classificati in circuiti integrati a film spesso e circuiti integrati a film sottile.

Classificato per livello di integrazione

I circuiti integrati sono suddivisi in circuiti integrati su piccola scala (SSI), circuiti integrati su media scala (MSI), circuiti integrati su larga scala (LSI), circuiti integrati su grande scala (VLSI) e circuiti integrati ultra-grandi (ULSI) a seconda della loro scala.

A seconda dei diversi tipi di conducibilità

I circuiti integrati possono essere suddivisi in circuiti integrati bipolari e circuiti integrati unipolari secondo i loro tipi di conducibilità.

Il processo di produzione dei circuiti integrati bipolari è complicato e il consumo energetico è relativamente grande, il che significa che i circuiti integrati sono di TTL, ECL, HTL, LST-TL, STTL e altri tipi. I circuiti integrati unipolari hanno processi di produzione semplici, basso consumo energetico e sono facili da realizzare circuiti integrati su larga scala. I circuiti integrati rappresentativi includono CMOS, NMOS, PMOS e altri tipi.

Classificato per scopo

Circuiti integrati per l'audio, circuiti integrati per lettori di dischi video, circuiti integrati per videoregistratori, circuiti integrati per computer (microcomputer), circuiti integrati per organi elettronici, circuiti integrati per le comunicazioni, circuiti integrati per telecamere, circuiti integrati per il controllo remoto, circuiti integrati per il linguaggio, circuiti integrati per allarmi Circuiti e vari circuiti integrati per applicazioni specifiche.

I circuiti integrati TV includono circuiti integrati di scansione di linea e campo, circuiti integrati amplificatori intermedi, circuiti integrati audio, circuiti integrati di decodifica a colori, circuiti integrati di conversione AV / TV, potenza di commutazione circuiti integrati di elaborazione delle immagini cinesi, circuiti integrati a microprocessore (CPU), circuiti integrati di memoria, ecc.

I circuiti integrati audio includono circuiti ad alta frequenza intermedia AM / FM, circuiti di decodifica stereo, circuiti preamplificatori audio, circuiti integrati dell'amplificatore operativo audio, circuiti integrati dell'amplificatore di potenza audio, circuiti integrati di elaborazione del suono surround, circuiti integrati dell'azionamento di livello e circuiti integrati di controllo del volume elettronici Circuiti, circuiti integrati di riverbero di ritardo, circuiti integrati dell'interruttore elettronico, ecc.

I circuiti integrati per i lettori DVD includono circuiti integrati di controllo del sistema, circuiti integrati di codifica video, circuiti integrati di decodifica MPEG, circuiti integrati di elaborazione del segnale audio, circuiti integrati di effetto sonoro, circuiti integrati di elaborazione del segnale RF, circuiti integrati di elaborazione del segnale digitale, circuiti integrati servo integrati e azionamenti motore Circuiti integrati, ecc.

Processo di produzione di chip IC

Il processo completo di fabbricazione del chip comprende: progettazione del chip, fabbricazione del wafer, fabbricazione del pacchetto, test dei costi e molte altre parti, tra cui il processo di fabbricazione del chip del wafer è particolarmente complicato. Il seguente diagramma ci permette di comprendere congiuntamente il processo di produzione di chip, in particolare la parte della produzione di wafer. Prima di tutto, il design del chip, secondo le esigenze del design, la generazione del "modello".

1. La materia prima dei wafer chip, wafer sono composti di silicio, il silicio è raffinato dalla sabbia di quarzo, wafer sono silicio da purificare (99,999%), seguito da parte del silicio puro fatto di barre di silicio, semiconduttori di quarzo per diventare il materiale per la fabbricazione di circuiti integrati, sarà affettato è le esigenze specifiche della produzione di chip dei wafer. Più sottile è il wafer, più basso è il costo di produzione, ma più impegnativo è il processo.

2. Rivestimento del wafer Il rivestimento del wafer può resistere all'ossidazione e alla temperatura ed il materiale è un tipo di fotoresist.

3. Sviluppo litografico Wafer, incisione del processo utilizza prodotti chimici sensibili ai raggi UV, cioè, in caso di luce UV sarà ammorbidita. La forma del chip può essere ottenuta controllando la posizione del photoresist. Un fotoresist viene applicato al wafer di silicio in modo che si dissolve quando esposto alla luce UV. Questo viene fatto applicando una prima porzione della maschera in modo che la porzione sotto luce UV diretta sia sciolta e questa porzione disciolta possa essere poi lavata via con un solvente. Questa porzione disciolta può essere poi lavata via con un solvente, in modo che la porzione rimanente abbia la stessa forma della maschera, che è esattamente l'effetto che vogliamo. Questo ci dà lo strato di silice di cui abbiamo bisogno.

4. Admix di impurità sarà impiantato negli ioni wafer per generare il corrispondente semiconduttore P, N. Il processo specifico è quello di iniziare dall'area esposta sul wafer, nella miscela chimica di ioni. Questo processo cambierà il modo in cui l'area adulterata conduce l'elettricità in modo che ogni transistor possa passare, rompere o trasportare dati. I chip semplici possono essere fatti con un solo strato, ma i chip complessi di solito hanno molti livelli, e questo è quando il processo viene ripetuto più e più volte, e diversi livelli possono essere collegati insieme aprendo finestre. Questo è simile alla produzione di schede PCB fatte di strati di principi di produzione. I chip più complessi possono richiedere più di uno strato di biossido di silicio, questa volta ripetendo la fotolitografia così come il processo di cui sopra per ottenere, la formazione di una struttura tridimensionale.

5.Wafer test dopo il processo di cui sopra, il wafer sulla formazione di un reticolo di grani. Le caratteristiche elettriche di ogni stampo sono testate mediante test ad ago. Generalmente ogni chip ha un gran numero di grani, l'organizzazione di una modalità di prova ad ago è un processo molto complesso, che richiede la produzione delle stesse specifiche del chip per quanto possibile quando la costruzione del modello di produzione ad alto volume. Più grande sarà il numero di costi relativi sarà inferiore, motivo per cui il costo del dispositivo chip mainstream è un fattore.

6.Packaging sarà fabbricato per completare i perni fissi e legati del wafer, in conformità con le esigenze da trasformare in una varietà di forme di pacchetto diverse, che è lo stesso tipo di kernel del chip può avere una forma di pacchetto diversa del motivo. Ad esempio: DIP, QFP, PLCC, QFN e così via. Qui è principalmente dalle abitudini applicative dell'utente, l'ambiente applicativo, le forme di mercato e altri fattori periferici da decidere.

7. L'ultimo processo di fabbricazione del chip per la prova, che può essere diviso in test generali e test speciali, il primo è il chip confezionato in una varietà di ambienti per testare le sue caratteristiche elettriche, come il consumo energetico, la velocità operativa, la resistenza alla tensione, ecc. I chip testati sono divisi in diversi livelli secondo le loro caratteristiche elettriche. Il test speciale si basa sulle esigenze speciali del cliente dei parametri tecnici, dai parametri simili di specifiche, varietà di alcuni chip, per effettuare test specializzati mirati per vedere se può soddisfare le esigenze speciali del cliente per decidere se progettare un chip speciale per il cliente. Dopo la prova generale i prodotti qualificati etichettati con specifiche, modelli e data di fabbrica e altre etichette di identificazione e imballaggio possono essere spediti. I chip che non superano il test vengono declassati o rifiutati a seconda dei parametri che soddisfano.

I chip IC hanno una vasta gamma di applicazioni e i loro ruoli principali sono i seguenti:

Controllo ed elaborazione dei dati: i chip possono essere utilizzati per controllare ed elaborare una varietà di dati, compresi i dati in dispositivi elettronici come computer, telefoni cellulari e TV.

Memorizzazione dei dati: i chip possono essere utilizzati per memorizzare i dati, come i chip di memoria possono salvare programmi e dati nei computer.

Comunicazione: I chip possono essere utilizzati per realizzare le funzioni di comunicazione, quali i chip di comunicazione nei telefoni cellulari possono realizzare la comunicazione wireless.

Controllo dei dispositivi esterni: I chip possono essere utilizzati per controllare e guidare vari dispositivi esterni, come i chip nelle automobili che possono controllare il motore, il sistema frenante e così via.

Realizzare funzioni specifiche: I chip possono essere utilizzati per realizzare varie funzioni specifiche in base ai diversi requisiti di applicazione, come i chip del sensore possono percepire la temperatura e l'umidità nell'ambiente. In breve, il chip è un componente fondamentale indispensabile delle moderne apparecchiature elettroniche, e il suo ruolo copre una varietà di aspetti come il controllo, l'elaborazione, lo stoccaggio, la comunicazione e la realizzazione di funzioni specifiche.

Man mano che la tecnologia continua a progredire e innovare, le prestazioni dei chip IC saranno ulteriormente migliorate e le aree di applicazione diventeranno più estese. In futuro, ci aspettiamo di vedere progetti più innovativi che contribuiranno di più a risolvere i problemi globali, far progredire la scienza e la tecnologia e promuovere il benessere umano.