集成电路技术及应用PPT文档格式.ppt
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2022/11/1144一、集成电路及特点一、集成电路及特点特点:
特点:
体积小体积小重量轻重量轻引出线和焊接点少,引出线和焊接点少,寿命长寿命长可靠性高可靠性高性能好性能好成本低,便于大规模生产。
成本低,便于大规模生产。
2022/11/1155二、集成电路的分类二、集成电路的分类分类分类1、按功能结构分类按功能结构分类,可分为,可分为模拟模拟集成电路、集成电路、数字数字集成电路和数集成电路和数/模混合集成电路模混合集成电路。
模拟集成电路又称线性电路模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间变和处理各种模拟信号(指幅度随时间变化的信号化的信号)。
数字集成电路用来产生、放大和处理各种数数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值字信号(指在时间上和幅度上离散取值的的信号信号)。
2022/11/1166二、集成电路的分类二、集成电路的分类制作工艺分类制作工艺分类按制作工艺可分为半导体按制作工艺可分为半导体、膜集成电路。
膜集成电路。
膜集成电路又分膜集成电路又分为为厚膜厚膜、薄膜集成电路薄膜集成电路。
按导电类型不同分类按导电类型不同分类可分为双极型集成电路和单极型集成电路可分为双极型集成电路和单极型集成电路,双极型双极型IC的制作工艺复杂,功耗较大,的制作工艺复杂,功耗较大,代表有代表有TTL、ECL等类型;
等类型;
单极型单极型IC的制作工艺简单,功耗也的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表有较低,易于制成大规模集成电路,代表有CMOS、NMOS、PMOS等类型等类型。
二、集成电路的分类二、集成电路的分类2022/11/1177按集成度高低分类按集成度高低分类小规模集成电路小规模集成电路(SSIC):
1960年出现,在一块年出现,在一块硅片硅片上包含上包含10-100个元件个元件或或1-10个逻辑门。
是以门电路作为电路的基本个逻辑门。
是以门电路作为电路的基本单元单元。
中规模集成电路中规模集成电路(MSIC):
1966年出现,在一块年出现,在一块硅片硅片上包含上包含100-1000个元个元件或件或10-100个逻辑门个逻辑门。
如如:
集成计时器,寄存:
集成计时器,寄存器,译码器等。
器,译码器等。
;
超大规模集成电路超大规模集成电路(VLSIC)特大规模集成电路特大规模集成电路(ULSIC)巨大规模集成电路巨大规模集成电路(GSIC)按应用领域按应用领域可分为:
可分为:
标准通用集成电路和专用集标准通用集成电路和专用集成电路成电路二、集成电路的分类二、集成电路的分类大规模集成电路大规模集成电路(LSIC):
1970年出现,在一块年出现,在一块硅片硅片上包含上包含103-105个元件个元件或或100-10000个逻辑门个逻辑门,如如:
半导体存储器:
半导体存储器。
超超大规模集成电路大规模集成电路(VLSI):
20世纪世纪70年代后期研制成功年代后期研制成功,在一块芯片上集成在一块芯片上集成的元件数超过的元件数超过10万个,或门电路数超过万门的万个,或门电路数超过万门的集成电路集成电路。
64k位随机存取存储器是第一代超位随机存取存储器是第一代超大规模集成电路大规模集成电路,大约包含,大约包含15万个元件,线宽万个元件,线宽为为3微米。
目前超微米。
目前超大规模集成电路大规模集成电路的集成度已的集成度已达到达到600万个晶体管,线宽达到万个晶体管,线宽达到0.3微米。
微米。
2022/11/1188二、集成电路的分类二、集成电路的分类特特大规模集成电路大规模集成电路(ULSI):
1993年集成了年集成了1000万个晶体管的万个晶体管的16MFLASH和和256MDRAM的研制成功的研制成功,特特大规模集成电路大规模集成电路的集成组件数在的集成组件数在107109个之间。
个之间。
ULSI集成度的迅速增长集成度的迅速增长的的因素:
因素:
1、完美晶体生长技术已达到极高的水平;
完美晶体生长技术已达到极高的水平;
2、制造设备不断完善,加工精度、自动化程度制造设备不断完善,加工精度、自动化程度和可靠性的提高已使器件尺寸进入深亚微米级和可靠性的提高已使器件尺寸进入深亚微米级领域。
领域。
2022/11/1199二、集成电路的分类二、集成电路的分类巨巨大规模集成电路大规模集成电路(GSI):
1994年由于集成年由于集成1亿个元件的亿个元件的1GDRAM的研制成的研制成功,进入巨功,进入巨大规模集成电路大规模集成电路GSI时代。
巨时代。
巨大规模大规模集成电路集成电路的集成组件数在的集成组件数在109以上。
以上。
超超大规模集成电路大规模集成电路是在是在几毫米见方的几毫米见方的硅片硅片上集成上上集成上万至百万晶体管、线宽在万至百万晶体管、线宽在1微米以下的集成电路。
微米以下的集成电路。
由于晶体管与连线一次完成,故制作几个至上百由于晶体管与连线一次完成,故制作几个至上百万晶体管的工时和费用是等同的。
大量生产时,万晶体管的工时和费用是等同的。
大量生产时,硬件费用几乎可不计,而取决于设计费用。
硬件费用几乎可不计,而取决于设计费用。
2022/11/111010三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式
(一)
(一)DIP双列直插式封装双列直插式封装绝大多数中小规模集成电路绝大多数中小规模集成电路(IC),均采用这种封均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过装形式,其引脚数一般不超过100个。
芯片有个。
芯片有两排引脚,需要插入到具有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插结构的芯片插座上。
座上。
也也可以直接插在电路板上进行焊接。
可以直接插在电路板上进行焊接。
1.适合在适合在PCB(上穿孔焊接,操作方便。
上穿孔焊接,操作方便。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大积也较大2022/11/111111三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式DIP封装芯片封装芯片2022/11/111212三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式
(二)
(二)SIP单列直插式封装单列直插式封装2022/11/111313三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式(三三)SOP表面焊接式封装表面焊接式封装2022/11/111414三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式(四四)QFP塑料方型扁平式封装和塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装塑料扁平组件式封装。
QFP封装的芯片引脚之间距离很小,管封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一路都采用这种封装形式,其引脚数一般在般在100以上以上。
用这种形式封装的芯片用这种形式封装的芯片必须采用必须采用SMD(表面安装设备技术)(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。
将芯片与主板焊接起来。
2022/11/111515三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式QFP与与PFP封装封装2022/11/111616三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式PFP与与QFP的的区别区别:
QFP一般为正方形,而一般为正方形,而PFP既既可以是正方形,也可以是长方形。
可以是正方形,也可以是长方形。
QFP/PFP封装具有以下特点:
封装具有以下特点:
1.适用于适用于SMD表面安装技术在表面安装技术在PCB电路板上安装电路板上安装布线。
布线。
2.适合高频使用。
适合高频使用。
3.操作方便,可靠性高。
操作方便,可靠性高。
4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。
芯片面积与封装面积之间的比值较小。
2022/11/111717三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式(五五)PGA插针网格阵列封装插针网格阵列封装2022/11/111818三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。
根据引插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。
根据引脚数目的多少,可以围成脚数目的多少,可以围成2-5圈。
安装时,将圈。
安装时,将芯片插入专门的芯片插入专门的PGA插座。
插座。
ZIF是指零插拔力的插座是指零插拔力的插座,利用插座本身的特殊利用插座本身的特殊结构结构,实现,实现引脚与插座牢牢地接触引脚与插座牢牢地接触或或轻松取出轻松取出芯片。
芯片。
PGA封装封装的的特点:
插拔方便,可靠性高,可适插拔方便,可靠性高,可适应更高频率。
应更高频率。
2022/11/111919三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式(六六)BGA球栅阵列封装球栅阵列封装5.CDPBGA(CarityDownPBGA)基板2022/11/112020三、集成电路的封装形式三、集成电路的封装形式BGA封装技术又可详分为五大类:
封装技术又可详分为五大类:
1.PBGA基板:
一般为基板:
一般为2-4层有机材料构成的层有机材料构成的多层板。
多层板。
2.CBGA基板:
即陶瓷基板基板:
即陶
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