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集成電路基板

集成電路基板 - 什麼是ic晶片以及晶片的類型?

集成電路基板

集成電路基板 - 什麼是ic晶片以及晶片的類型?

什麼是ic晶片以及晶片的類型?

2021-09-17
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Author:Belle

IC晶片,英文名Integrated Circuit Chip(Integrated Circuit),是由集成電路在塑膠底座上形成的大量微電子元件(電阻器、電容器、電晶體等),從而製成晶片。 它廣泛應用於電子、電腦行業,在國內被稱為很多常見的集成電路、集成電路、晶片、晶片,雖然名字不一樣,但指的是一樣的東西。


有哪些類型的IC晶片?

按功能結構分類

集成電路根據其功能和結構可分為兩類:類比集成電路和數位積體電路。

類比集成電路用於產生、放大和處理各種類比信號(指幅度隨時間邊界變化的訊號。例如,半導體收音機的音訊訊號、VCR的磁帶訊號等),而數位積體電路用於生成、放大和加工各種數位信號(指時間和幅度值離散的訊號。如VCD和DVD再現的音訊訊號和視訊訊號)。


基本的類比集成電路包括運算放大器、乘法器、集成電壓調節器、計时器、信號發生器等。數位積體電路有許多類型。 小型集成電路有各種門,如反及閘、反閘和或閘。 中型集成電路有資料選擇器、轉碼器、觸發器、計數器和寄存器。 大規模或非常大規模的集成電路包括PLD(可程式設計邏輯器件)和ASIC(專用集成電路)。


從PLD和ASIC的角度來看,組件、設備、電路和系統之間的區別不再非常嚴格。 不僅如此,PLD設備本身只是一個硬體載體,通過加載不同的程式可以實現不同的電路功能。 囙此,現代設備不再是純粹的硬體。 軟件器件和相應的軟件電子學在現代電子設計中得到了廣泛的應用,其地位越來越重要。 電路元件有多種類型。 隨著電子技術和科技的不斷進步,大量新設備不斷出現。 同一設備還具有多種包裝形式。 例如,SMD元件在現代電子產品中隨處可見。 對於不同的使用環境,同一設備具有不同的行業標準。 國產元器件通常有三個標準,即:民用標準、工業標準和軍用標準。 不同的標準有不同的價格。 軍用標準設備的價格可能是民用標準的十倍或更多。 行業標準介於兩者之間。


按生產工藝分類

根據制造技術,集成電路可分為半導體積體電路和薄膜集成電路。

薄膜集成電路分為厚膜集成電路和薄膜集成電路。


按集成級別分類

集成電路按規模分為小型集成電路(SSI)、中型集成電路(MSI)、大型集成電路(LSI)、超大規模集成電路(VLSI)和超大型集成電路。

ic晶片

根據導電性的不同類型

集成電路根據其導電類型可分為雙極集成電路和單極集成電路。

雙極型集成電路的制造技術複雜,功耗相對較大,這意味著集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類型。 單極集成電路制造技術簡單,功耗低,易於製造大規模集成電路。 代表性的集成電路包括CMOS、NMOS、PMOS和其他類型。


按用途分類

集成電路根據用途可分為電視集成電路、音訊集成電路、視訊光碟播放機集成電路、錄影機集成電路、電腦(微型電腦)集成電路、電子器官集成電路、通信集成電路、相機集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報警集成電路以及各種特定應用集成電路。

電視集成電路包括線和場掃描集成電路、中間放大器集成電路、聲音集成電路、彩色解碼集成電路、音/電視轉換集成電路、開關電源中文圖像處理集成電路、微處理器(CPU)集成電路、記憶體集成電路等。


音訊集成電路包括AM/FM高中頻電路、身歷聲解碼電路、音訊前置放大器電路、音訊運算放大器集成電路、音訊功率放大器集成電路,環繞聲處理集成電路、電平驅動集成電路和電子音量控制集成電路電路、延遲混響集成電路、電子開關集成電路等。


DVD播放機的集成電路包括系統控制集成電路、視頻編碼集成電路、MPEG解碼集成電路、音訊信號處理集成電路、音效集成電路、RF信號處理集成集成電路、數位信號處理集成電路、伺服集成電路和電機驅動集成電路等。


IC晶片生產工藝

晶片製造的完整過程包括:晶片設計、晶圓製造、封裝製造、成本測試和其他幾個部分,其中晶圓晶片製造過程尤為複雜。 下圖讓我們共同瞭解晶片生產的過程,尤其是晶圓生產的部分。 首先,晶片的設計,根據設計的需要,生成“圖案”。


1.矽片的原材料,矽片是由矽組成的,矽是由石英砂精製而成,矽片是要提純的矽(99.999%),其次是一些由矽棒製成的純矽,石英電晶體成為製造集成電路的資料,將被切片是晶片生產的具體需要。 晶片越薄,生產成本就越低,但工藝要求就越高。


2.晶圓塗層晶圓塗層具有抗氧化、耐高溫的效能,資料為一種光致抗蝕劑。


3.晶圓光刻機的開發、蝕刻過程中使用了對紫外線敏感的化學物質,也就是說,在紫外線照射的情况下會被軟化。 可以通過控制光致抗蝕劑的位置來獲得晶片的形狀。 將光致抗蝕劑施加到矽片上,使其在暴露於紫外線時溶解。 這是通過施加掩模的第一部分來實現的,使得在直接UV光下的部分溶解,然後可以用溶劑沖洗掉該溶解的部分。 然後可以用溶劑沖洗掉溶解的部分,使剩餘部分具有與掩模相同的形狀,這正是我們想要的效果。 這為我們提供了所需的二氧化矽層。


4.雜質的摻合物將被注入晶片離子中,以產生相應的P、N電晶體。 具體過程是從晶片上的暴露區域開始,進入化學離子混合物。 這一過程將改變摻雜區域的導電管道,使每個電晶體都能通過、斷開或攜帶數據。 簡單的晶片只需一層就可以製成,但複雜的晶片通常有很多層,這是一個反復重複的過程,不同的層可以通過打開視窗連接在一起。 這與生產PCB板的多層製作原理類似。 更複雜的晶片可能需要一層以上的二氧化矽,這一次通過重複光刻以及上述工藝來實現三維結構的形成。


5.晶片測試在上述工藝之後,晶片上形成晶格晶粒。 通過針測試的管道測試每個模具的電力特性。 通常每個晶片都有大量的晶粒,組織針刺測試模式是一個非常複雜的過程,這就要求在構建大批量生產模型時盡可能生產出相同規格的晶片。 數量越大,相對成本就會越低,這就是為什麼主流晶片器件的成本是一個因素。


6、封裝將晶圓製造完成固定、綁定引脚,根據需要可以製成各種不同的封裝形式,這也是同一種晶片內核可以有不同封裝形式的原因。 例如:DIP、QFP、PLCC、QFN等。這裡主要由用戶的應用習慣、應用環境、市場形態等週邊因素來决定。


7.測試的晶片製造的最後一道工序,可分為一般測試和特殊測試,前者是在各種環境中封裝的晶片,以測試其電力特性,如功耗、工作速度、耐壓等。被測試的晶片根據其電力特性分為不同的級別。 專項測試是根據客戶對技術參數的特殊需求,從一些晶片的規格、品種的相似參數出發,做有針對性的專項測試,看看是否能滿足客戶的特殊需求來决定是否為客戶設計一款專用晶片。 一般測試合格後,貼有規格、型號和出廠日期等標識標籤和包裝的產品即可裝運。 未通過測試的晶片會根據其滿足的參數進行降級或拒絕。


IC晶片有著廣泛的應用,其主要作用如下:

控制和處理數據:晶片可用於控制和處理各種數據,包括電腦、手機和電視等電子設備中的數據。

存儲數據:晶片可以用來存儲數據,例如存儲晶片可以將程式和數據保存在電腦中。

通信:晶片可以用來實現通信功能,例如手機中的通信晶片可以實現無線通訊。

控制外部設備:晶片可用於控制和驅動各種外部設備,如汽車中可以控制發動機、制動系統等的晶片。

實現特定功能:晶片可以根據不同的應用需求實現各種特定功能,例如感測器晶片可以感知環境中的溫度和濕度。 簡而言之,晶片是現代電子設備不可或缺的核心部件,其作用涵蓋了控制、處理、存儲、通信和特定功能的實現等多個方面。


隨著科技的不斷進步和創新,IC晶片的效能將進一步提高,應用領域將更加廣泛。 未來,我們期待看到更多創新設計,為解决全球問題、推進科學技術和促進人類福祉做出更大貢獻。