IC基础知识

IC基础知识汉华光电产品开发中心RSD/零件承认/范涛前言•1、IC的基本动作原理•2、IC的定义与制造流程•3、IC的种类•4、IC分类图•5、IC的封装方式第一节：IC的基本动作原理1、什么是IC?:IC是由晶体管、二极体、电阻器及电容器等电路组件聚集在硅芯片上，而形成的完整逻辑电路，它是用来计算、控制、判断或记忆数据等。2、IC是如何动作的?IC在运作上，并不是真正的将数字、文字等数据存进去，而是以电路的状态来代表这些数据，然后透过复杂的电路运作，来达成计算、控制、判断或记忆等功能，最后再将得到的结果转换为我们熟悉的数字．第二节：IC的定义与制造流程1、什么是半导体?所谓的半导体，是指在某些情况下，能够导通电流,而在某些条件下，又具有绝缘体效用的物质。2、IC的定义:IC是指在一半导体基板上，利用氧化、蚀刻、扩散等方法，将众多电子电路组成各式二极管、晶体管等电子组件，作在一微小面积上，以完成某一特定逻辑功能(例如AND、OR、NAND等)，进而达成预先设定好的电路功能。3、IC的制作流程•一颗IC的完成，通常先后需经过电路设计，光罩制作、芯片制造、芯片封装和测试检查等步骤，请参考图一．4、IC的优点:•轻、薄、短、小、省电、多功能、低成本等特长。化學氣相沉積置放電路設計電極金屬蒸鍍焊線切割化學品晶片檢查光罩校准材　料導線架光罩設計晶片封裝邏輯設計氣體氣化，擴散研磨晶　圓線路設計圖形設計測試檢查離子植入產品企業長單晶顯像，蝕刻IC使用者塑模晶　片　制　造晶膜沉積切片IC制造流程(图一)第三节、IC的种类1、依功能分类分四大类:分别为:内存IC、微组件IC、逻辑IC(Logic)和模拟IC(Analog(见图二)2、依制作工艺来分为三大类:半导体集成电路、膜集成电路及混合集成电路。3、半导体集成电路有双极型和场效应两大系列。4、双极型集成电路主要以TTL型为代表,TTL型集成电路是利用电子和空穴两种载流子导电的,所以叫做双极型电路。5、场效应集成电路是只用一种载流子导电的电路,这就是MOS电路。其中用电子导电的称为NMOS电路:用空穴导电的称为PMOS电路:如果是NMOS和PMOS复合起来组成的电路,则称为CMOS电路。CMOS集成电路是使用得最多的集成电路。皗癘拘砰(疭莱ノIC)稬じンIC╰参み呸胯垂舱跌癟北垂癘拘砰ICMPU纗北垂(稬矪瞶竟ㄤウ块北垂揣祇┦MCU(稬北竟祘Α霉胯逼MPR(稬矪瞶㏄娩IC)GateArrays(筯逼DSP(计癟腹矪瞶竟筿隔じン砞璸獶揣祇┦CISC(確馒栋め砞璸SRAM(繰篈繦诀癘拘砰)RISC(弘虏栋DRAM(笆篈繦诀癘拘砰)LogicIC竛斑弄癘拘砰)AnalogIC(呸胯IC)EPROM摸ゑIC夹呸胯IC埃祘Α斑弄癘拘砰絬(EEPROM絬┦㎝计睼筿瑈埃祘Α斑弄癘拘砰ASIC一、记忆体1、内存IC的分类:、内存IC，顾名思议，就是用来记忆、储存数据，又可分成挥发性内存和非挥发性记忆体二大类。2、定议:(1)、当电流关掉后，储存在内存里面的数据若会消失，这类型的内存称为挥发性内存(2)、电流关掉后，储存在内存里面的数据不会消失者，称为非挥发性内存(一)、挥发性内存:DRAM及SRAM1、SRAM的设计是采用互耦合晶体管为基础，没有电容器放电的问题，不须做「内存更新」的动作，所以又称为「静态」随机存取内存问题，2、DRAM须不断做记忆更新的动作，所以又称为「动态」随机存取内存。(二)储存量的单位•有关DRAM、SRAM等内存数据储存量的计算方式，是使用位(Bit)为基本单位，•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的主流产品是64M，预计公元2000元下半年以后会提升到128M，而下一阶段的产品则是256M。(2)非挥发性内存:ROM&Flash一、非挥发性内存的分类:非挥发性内存中，依内存内的数据是否能在使用计算机时随时改写为标准，又可分为二大类产品，即ROM(ReadOnlyMemory)与Flash(闪存)。(1)、ROM的数据不能随意修改，而Flash的资料则可随意修改，如同DRAM、SRAM一般。二、ROM的分类:1、ROM又可分为三类:MaskROM(光罩只读存储器)、EPROM(Erasable&ProgrammableROM，可消除可程序只读存储器)和EEPROM(ElectricallyErasable&ProgrammableROM，电流可消除可程序只读存储器)。(1)、其中MaskROM的数据在写入后就不能修改;EPROM须用紫外线照射后才能洗掉资料、重新写入;而EEPROM则须用电压才能更改数据。三、FLASH1、Flash兼具ROM及RAM(DRAM、SRAM)二者的优点。(1)、什么是BIOS?所谓BIOS，它的功能是在管理计算机硬件、软件之间基本记号的输出、输入，可以说是计算机硬件与操作系统的沟通媒介2、FLASH的优点:Flash除用来存入BIOS之外，因具有低耗电、易改写及关机后仍能保存资料等各项优点，已成为讲究轻巧、低耗电的可携式1、Flash是非挥发性内存中最具有成长潜力的产品;而EPROM则日渐萎缩，未来可能会消失:EEPROM则转向消费性产品市场如汽车等领域发第五节、IC的封装方式1、封装型态可以区分为两大类，一为引脚插入型，另一为表面黏着型，请见下图。•构装型态应用产品变化型态•引脚插入型消费性电子PDIP•DIPSK-DIP•表面黏着型内存SOP,TSOP,SSOP,•SOSOJ•可程序化逻LCC•LCC辑ICTQFP,LQFP•QF逻辑IC•OtherBGA,TAB,F/C•BGA,TAB）芯片组,LCD••SOJLCCTQFP,LQFP•BGA,TAB,F/C2、封装之目的主要有下列四种•（1）电力传送（2）讯号输送（3）热的去除（4）电路保护3、IC封装依使用材料可分为陶瓷（ceramic）及塑料（plastic）两种，而目前商业应用上则以塑料构为主。4、封装流程其步骤依序为芯片切割（diesaw）、黏晶（diemount/diebond）、焊线（wirebond）、封胶（mold）、剪切/成形（trim/form）、印字（mark）、电镀（plating）及检验（inspection）等。（1）DIP（DualIn-LinePackage）•它的引脚是长在IC的两边，而且是利用插件方式让IC与印刷电路板结合，有别于另一种适用于表面黏着技术的构装方式，这种构装的材料可以是塑料（Plastic）或陶瓷（Ceramic），因而有PDIP及CDIP之分，大部份64只脚以下的电子组件是利用这种构装型态包装的。（2）SOP（SmallOutlinePackage）•也有人称之为SOIC（SmallOutlineIntegratedCircuit），跟DIP一样，大部分所使用的脚数仍被局限在64只脚以下，而大于44只脚以上的电子组件则是转往LCC或是QFP等。SO系列型态包括有TSOP（ThinSmallOutlinePackage）、TSSOP（Thin-ShrinkSmallOutlinePackage）、SSOP（ShrinkSmallOutlinePackage）、SOJ（SmallOutlineJ-Lead）、QSOP（Quarter-SizeSmallOutlinePackage）以及MSOP（MiniatureSmallOutlinePackage）等。（3）LCC（Leaded/LeadlessChipCarrier）•它的引脚不像前面的DIP或SO，脚是长在IC的两边，而是长在IC的四边周围，因此它的脚数要比前两者来的稍微多些，常用的脚数可以从20～96只脚不等，引脚的外观也有两种，一种是缩在里面，从外面看不到，另一种则是J型引脚（J-Lead），其被称之为QFJ（QuatFlatJ-LeadPackage）。（4）PGA（PinGridArray）•其引脚的外观是针状的，因此它跟DIP一样也是用插件的方式与电路板结合，由于连接方式较不方便，因此随着QFP的进步，有些原本用PGA构装的IC已经转往QFP发展。（5）QFP（QuadFlatPackage）•QFP是一种高脚数、四边引脚的包装，它主导了大部份ASIC、逻辑IC以及中低阶的微组件的主要包装型态，常见的QFP变化型还包括有MQFP（MetricQFP）、MQUAD（MetalQFP）、TQFP（ThinQFP）等。谢谢审阅，有误之处呈请指正。THEENDMial:[e-mail]