集成電路簡介
集成電路(integrated circuit)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu);其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發(fā)明者為杰克·基爾比(基于鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特·諾伊思(基于硅(Si)的集成電路)。當(dāng)今半導(dǎo)體工業(yè)大多數(shù)應(yīng)用的是基于硅的集成電路。
集成電路特點(diǎn)
集成電路或稱微電路(microcircuit)、 微芯片(microchip)、芯片(chip)在電子學(xué)中是一種把電路(主要包括半導(dǎo)體裝置,也包括被動(dòng)元件等)小型化的方式,并通常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。
前述將電路制造在半導(dǎo)體芯片表面上的集成電路又稱薄膜(thin-film)集成電路。另有一種厚膜(thick-film)混成集成電路(hybrid integrated circuit)是由獨(dú)立半導(dǎo)體設(shè)備和被動(dòng)元件,集成到襯底或線路板所構(gòu)成的小型化電路。
本文是關(guān)于單片(monolithic)集成電路,即薄膜集成電路。
集成電路具有體積小,重量輕,引出線和焊接點(diǎn)少,壽命長,可靠性高,性能好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)成本低,便于大規(guī)模生產(chǎn)。它不僅在工、民用電子設(shè)備如收錄機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等方面得到廣泛的應(yīng)用,同時(shí)在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應(yīng)用。用集成電路來裝配電子設(shè)備,其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍,設(shè)備的穩(wěn)定工作時(shí)間也可大大提高。
集成電路是20世紀(jì)50年代后期一60年代發(fā)展起來的一種新型半導(dǎo)體器件。它是經(jīng)過氧化、光刻、擴(kuò)散、外延、蒸鋁等半導(dǎo)體制造工藝,把構(gòu)成具有一定功能的電路所需的半導(dǎo)體、電阻、電容等元件及它們之間的連接導(dǎo)線全部集成在一小塊硅片上,然后焊接封裝在一個(gè)管殼內(nèi)的電子器件。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。集成電路技術(shù)包括芯片制造技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù),主要體現(xiàn)在加工設(shè)備,加工工藝,封裝測試,批量生產(chǎn)及設(shè)計(jì)創(chuàng)新的能力上。
我國集成電路產(chǎn)業(yè)誕生于六十年代,共經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段:
1965年-1978年:以計(jì)算機(jī)和軍工配套為目標(biāo),以開發(fā)邏輯電路為主要產(chǎn) 品,初步建立集成電路工業(yè)基礎(chǔ)及相關(guān)設(shè)備、儀器、材料的配套條件
1978年-1990年:主要引進(jìn)美國二手設(shè)備,改善集成電路裝備水平,在“治散治亂”的同時(shí),以消費(fèi)類整機(jī)作為配套重點(diǎn),較好地解決了彩電集成電路的國產(chǎn)化
1990年-2000年:以908工程、909工程為重點(diǎn),以CAD為突破口,抓好科技攻關(guān)和北方科研開發(fā)基地的建設(shè),為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù),集成電路行業(yè)取得了新的發(fā)展。
集成電路產(chǎn)業(yè)是對集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)市場銷售額的總體描述,它不僅僅包含集成電路市場,也包括IP核市場、EDA市場、芯片代工市場、封測市場,甚至延伸至設(shè)備、材料市場。
集成電路產(chǎn)業(yè)不再依賴CPU、存儲(chǔ)器等單一器件發(fā)展,移動(dòng)互聯(lián)、三網(wǎng)融合、多屏互動(dòng)、智能終端帶來了多重市場空間,商業(yè)模式不斷創(chuàng)新為市場注入新活力。目前我國集成電路產(chǎn)業(yè)已具備一定基礎(chǔ),多年來我國集成電路產(chǎn)業(yè)所聚集的技術(shù)創(chuàng)新活力、市場拓展能力、資源整合動(dòng)力以及廣闊的市場潛力,為產(chǎn)業(yè)在未來5年~10年實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展、邁上新的臺階奠定了基礎(chǔ)。
檢測常識
1、檢測前要了解集成電路及其相關(guān)電路的工作原理
檢查和修理集成電路前首先要熟悉所用集成電路的功能、內(nèi)部電路、主要電氣參數(shù)、各引腳的作用以及引腳的正常電壓、波形與外圍元件組成電路的工作原理。
2、測試避免造成引腳間短路
電壓測量或用示波器探頭測試波形時(shí),避免造成引腳間短路,最好在與引腳直接連通的外圍印刷電路上進(jìn)行測量。任何瞬間的短路都容易損壞集成電路,尤其在測試扁平型封裝的CMOS集成電路時(shí)更要加倍小心。
3、嚴(yán)禁在無隔離變壓器的情況下,用已接地的測試設(shè)備去接觸底板帶電的電視、音響、錄像等設(shè)備
嚴(yán)禁用外殼已接地的儀器設(shè)備直接測試無電源隔離變壓器的電視、音響、錄像等設(shè)備。雖然一般的收錄機(jī)都具有電源變壓器,當(dāng)接觸到較特殊的尤其是輸出功率較大或?qū)Σ捎玫碾娫葱再|(zhì)不太了解的電視或音響設(shè)備時(shí),首先要弄清該機(jī)底盤是否帶電,否則極易與底板帶電的電視、音響等設(shè)備造成電源短路,波及集成電路,造成故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。
4、要注意電烙鐵的絕緣性能
不允許帶電使用烙鐵焊接,要確認(rèn)烙鐵不帶電,最好把烙鐵的外殼接地,對MOS電路更應(yīng)小心,能采用6~8V的低壓電烙鐵就更安全。
5、要保證焊接質(zhì)量
焊接時(shí)確實(shí)焊牢,焊錫的堆積、氣孔容易造成虛焊。焊接時(shí)間一般不超過3秒鐘,烙鐵的功率應(yīng)用內(nèi)熱式25W左右。已焊接好的集成電路要仔細(xì)查看,最好用歐姆表測量各引腳間有否短路,確認(rèn)無焊錫粘連現(xiàn)象再接通電源。
6、不要輕易斷定集成電路的損壞
不要輕易地判斷集成電路已損壞。因?yàn)榧呻娐方^大多數(shù)為直接耦合,一旦某一電路不正常,可能會(huì)導(dǎo)致多處電壓變化,而這些變化不一定是集成電路損壞引起的,另外在有些情況下測得各引腳電壓與正常值相符或接近時(shí),也不一定都能說明集成電路就是好的。因?yàn)橛行┸浌收喜粫?huì)引起直流電壓的變化。
7、測試儀表內(nèi)阻要大
測量集成電路引腳直流電壓時(shí),應(yīng)選用表頭內(nèi)阻大于20KΩ/V的萬用表,否則對某些引腳電壓會(huì)有較大的測量誤差。
8、要注意功率集成電路的散熱
功率集成電路應(yīng)散熱良好,不允許不帶散熱器而處于大功率的狀態(tài)下工作。
9、引線要合理
如需要加接外圍元件代替集成電路內(nèi)部已損壞部分,應(yīng)選用小型元器件,且接線要合理以免造成不必要的寄生耦合,尤其是要處理好音頻功放集成電路和前置放大電路之間的接地端。
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