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文檔簡介
IC基礎知識漢華光電產品開發中心RSD/零件承認/范濤前言1、IC的基本動作原理2、IC的定義與制造流程3、IC的種類4、IC分類圖5、IC的封裝方式第一節:IC的基本動作原理
1、什么是IC?:IC是由晶體管、二極體、電阻器及電容器等電路組件聚集在硅芯片上,而形成的完整邏輯電路,它是用來計算、控制、判斷或記憶數據等。2、IC是如何動作的?IC在運作上,并不是真正的將數字、文字等數據存進去,而是以電路的狀態來代表這些數據,然后透過復雜的電路運作,來達成計算、控制、判斷或記憶等功能,最后再將得到的結果轉換為我們熟悉的數字.第二節:IC的定義與制造流程
1、什么是半導體?所謂的半導體,是指在某些情況下,能夠導通電流,而在某些條件下,又具有絕緣體效用的物質。2、IC的定義:
IC是指在一半導體基板上,利用氧化、蝕刻、擴散等方法,將眾多電子電路組成各式二極管、晶體管等電子組件,作在一微小面積上,以完成某一特定邏輯功能(例如AND、OR、NAND等),進而達成預先設定好的電路功能。3、IC的制作流程
一顆IC的完成,通常先后需經過電路設計,光罩制作、芯片制造、芯片封裝和測試檢查等步驟,請參考圖一.4、IC的優點:輕、薄、短、小、省電、多功能、低成本等特長。IC制造流程(圖一)
第三節、IC的種類1、依功能分類分四大類
:分別為:內存IC、微組件IC、邏輯IC(Logic)和模擬IC(Analog(見圖二)2、依制作工藝來分為三大類:半導體集成電路、膜集成電路及混合集成電路。3、半導體集成電路有雙極型和場效應兩大系列。4、雙極型集成電路主要以TTL型為代表,TTL型集成電路是利用電子和空穴兩種載流子導電的,所以叫做雙極型電路。5、場效應集成電路是只用一種載流子導電的電路,這就是MOS電路。其中用電子導電的稱為NMOS電路:用空穴導電的稱為PMOS電路:如果是NMOS和PMOS復合起來組成的電路,則稱為CMOS電路。CMOS集成電路是使用得最多的集成電路。一、記憶體
1、內存IC的分類:、內存IC,顧名思議,就是用來記憶、儲存數據,又可分成揮發性內存和非揮發性記憶體二大類。2、定議:(1)、當電流關掉后,儲存在內存里面的數據若會消失,這類型的內存稱為揮發性內存(2)、電流關掉后,儲存在內存里面的數據不會消失者,稱為非揮發性內存(一)、揮發性內存:DRAM及SRAM
1、SRAM的設計是采用互耦合晶體管為基礎,沒有電容器放電的問題,不須做「內存更新」的動作,所以又稱為「靜態」隨機存取內存問題,2、DRAM須不斷做記憶更新的動作,所以又稱為「動態」隨機存取內存。(二)儲存量的單位有關DRAM、SRAM等內存數據儲存量的計算方式,是使用位(Bit)為基本單位,而1024B=1KB(KiloBit,千位),1024KB=1MB(MegaBit,兆位),1024MB=1GB(GigaBit,千兆位),1024GB=1TB(TeraBit,兆位)。目前DRAM的主流產品是64M,預計公元2000元下半年以后會提升到128M,而下一階段的產品則是256M。(2)非揮發性內存:ROM&Flash
一、非揮發性內存的分類:非揮發性內存中,依內存內的數據是否能在使用計算機時隨時改寫為標準,又可分為二大類產品,即ROM(ReadOnlyMemory)與Flash(閃存)。(1)、ROM的數據不能隨意修改,而Flash的資料則可隨意修改,如同DRAM、SRAM一般。二、ROM的分類:
1、ROM又可分為三類:MaskROM(光罩只讀存儲器)、EPROM(Erasable&ProgrammableROM,可消除可程序只讀存儲器)和EEPROM(ElectricallyErasable&ProgrammableROM,電流可消除可程序只讀存儲器)。
(1)、其中MaskROM的數據在寫入后就不能修改;EPROM須用紫外線照射后才能洗掉資料、重新寫入;而EEPROM則須用電壓才能更改數據。三、FLASH1、Flash兼具ROM及RAM(DRAM、SRAM)二者的優點。(1)、什么是BIOS?所謂BIOS,它的功能是在管理計算機硬件、軟件之間基本記號的輸出、輸入,可以說是計算機硬件與操作系統的溝通媒介2、FLASH的優點:Flash除用來存入BIOS之外,因具有低耗電、易改寫及關機后仍能保存資料等各項優點,已成為講究輕巧、低耗電的可攜式1、Flash是非揮發性內存中最具有成長潛力的產品;而EPROM則日漸萎縮,未來可能會消失:EEPROM則轉向消費性產品市場如汽車等領域發第五節、IC的封裝方式1、封裝型態可以區分為兩大類,一為引腳插入型,另一為表面黏著型,請見下圖。
構裝型態應用產品變化型態引腳插入型消費性電子PDIPDIPSK-DIP表面黏著型內存SOP,TSOP,SSOP,SO
SOJ可程序化邏LCCLCC輯ICTQFP,LQFP
QF邏輯ICOtherBGA,TAB,F/CBGA,TAB)芯片組,LCD
SOJ
LCC
TQFP,LQFP
BGA,TAB,F/C2、封裝之目的主要有下列四種
(1)電力傳送
(2)訊號輸送
(3)熱的去除
(4)電路保護
3、IC封裝依使用材料可分為陶瓷(ceramic)及塑料(plastic)兩種,而目前商業應用上則以塑料構為主。4、封裝流程其步驟依序為芯片切割(diesaw)、黏晶(diemount/diebond)、焊線(wirebond)、封膠(mold)、剪切/成形(trim/form)、印字(mark)、電鍍(plating)及檢驗(inspection)等。(1)DIP(DualIn-LinePackage)
它的引腳是長在IC的兩邊,而且是利用插件方式讓IC與印刷電路板結合,有別于另一種適用于表面黏著技術的構裝方式,這種構裝的材料可以是塑料(Plastic)或陶瓷(Ceramic),因而有PDIP及CDIP之分,大部份64只腳以下的電子組件是利用這種構裝型態包裝的。
(2)SOP(SmallOutlinePackage)
也有人稱之為SOIC(SmallOutlineIntegratedCircuit),跟DIP一樣,大部分所使用的腳數仍被局限在64只腳以下,而大于44只腳以上的電子組件則是轉往LCC或是QFP等。
SO系列型態包括有TSOP(ThinSmallOutlinePackage)、TSSOP(Thin-ShrinkSmallOutlinePackage)、SSOP(ShrinkSmallOutlinePackage)、SOJ(SmallOutlineJ-Lead)、QSOP(Quarter-SizeSmallOutlinePackage)以及MSOP(MiniatureSmallOutlinePackage)等。
(3)LCC(Leaded/LeadlessChipCarrier)
它的引腳不像前面的DIP或SO,腳是長在IC的兩邊,而是長在IC的四邊周圍,因此它的腳數要比前兩者來的稍微多些,常用的腳數可以從20~96只腳不等,引腳的外觀也有兩種,一種是縮在里面,從外面看不到,另一種則是J型引腳(J-Lead),其被稱之為QFJ(QuatFlatJ-LeadPackage)。
(4)PGA(PinGridArray)
其引腳的外觀是針狀的,因此它跟DIP一樣也是用插件的方式與電路板結合,由于連接方式較不方便,因此隨著QFP的進步,有些原本用PGA構裝的IC已經轉往QF
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