
- •Раздел 2. Сборка радиоэлектронной аппаратуры
- •Тема2.1. Сборка радиоэлектронной аппаратуры
- •Тема 2.1.1.Техническая документация, применяемая при сборке радиоэлектронной аппаратуры.
- •Тема 5. Унифицированные функциональные модули и микромодули.
- •Раздел 5.1
- •Раздел 5.2
- •Раздел 5.3
- •Тема 6. Сборка и монтаж радиоаппаратуры на микросхемах.
- •Раздел 6.1. Микросхемы.
- •Раздел 6.2. Полупроводниковые интегральные микросхемы.
- •Раздел 6.3.
- •Очистка полупроводниковых приборов перед герметизацией.
- •Состояние и свойства поверхности полупроводников.
- •Методы очистки поверхности полупроводника.
- •Химическая и электролитическая отмывка полупроводников.
- •Очистка в эмульсиях
- •Отмывка в кислотах и щелочах.
- •Отмывка во фреонах.
- •Преимущества отмывки во фреонах:
- •Отмывка водой.
- •Отмывка в ультразвуковых ваннах.
- •Качество очистки.
- •Определение чистоты поверхности.
- •Сушка деталей. На производстве применяются следующие виды сушки: воздушная сушка в сушильных камерах, горячая сушка в сушильных шкафах, радиационная сушка, сушка токами высокой частоты.
- •Тема 7. Проверка сборки и монтажа рэа.
- •Раздел 7.1
- •Рекомендации по монтажу проводов.
- •Технология монтажа проводов на лепестках и гребенках.
- •Тема 7.2
Раздел 5.3
Сборка микромодулей.
Тема 6. Сборка и монтаж радиоаппаратуры на микросхемах.
Содержание:
Раздел 6.1. Микросхемы.
Интегральная микросхема – это конструктивно законченное микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования информации, содержащее некоторое количество электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и т.д.), изготовленных в едином технологическом цикле. Микросхемы изготавливают групповым методом по материалосберигающей технологии, тиражирую одновременно в одной партии от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч микросхем. По конструктивно–технологическому принципу микросхемы делятся на три группы: полупроводниковые, пленочные и гибридные.
В полупроводниковой интегральной микросхеме все элементы и межэлементные соединения выполняются в объеме и на поверхности полупроводниковой подложки.
В пленочной интегральной микросхеме все элементы и соединения между ними выполняются в виде пленок. В настоящее время методом пленочной технологии изготавливают только пассивные элементы – резисторы, конденсаторы и индуктивности. В зависимости от толщины пленки и способа создания элементов пленочные микросхемы делят на тонко– и толстопленочные. К первому типу относятся микросхемы толщина пленки в которых не превышает 1 мкм, а толщина пленки в толстопленочной микросхеме составляет 10…70 мкм.
В гибридных интегральных схемах в качестве активных элементов используются навесные дискретные полупроводниковые приборы или полупроводниковые интегральные микросхемы, а в качестве пассивных элементов используют пленочные резисторы, конденсаторы, индуктивности и соединяющие их пленочные проводники.
По функциональному назначению микросхемы подразделяются на аналоговые и цифровые. Если микросхема предназначена для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретных функций , то она называется цифровой (логической). К аналоговым относятся микросхемы, предназначенные для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. В частном случае аналоговые микросхемы для преобразования и обработки сигналов, изменяющегося линейно, называют линейными.
Показатель сложности микросхемы является степень интеграции K, которая характеризует число содержащихся в ней элементов и компонентов N:
()
где K округляется до ближайшего большего целого числа.
По степени интеграции микросхемы делятся на:
малые интегральные схемы (МИС) – это схемы 1…2 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько видов функциональных аналоговых или логических элементов (логические элементы И, ИЛИ, НЕ, триггеры, усилители, фильтры и т.д.);
средние интегральные схемы (СИС) – схемы 2…3 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько одинаковых функциональных узлов электронных устройств (регистр, дешифратор, счетчик, постоянно запоминающие устройство);
большие интегральные схемы (БИС) схемы 3…4 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько функциональных устройств (арифметико–логическое устройство, оперативное запоминающие устройство и т.д.)
сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) – это интегральные схемы 5…7 степени интеграции, представляющие собой законченные микроэлектронные изделия, способные выполнять функции аппаратуры (однокристальные ЭВМ, микропроцессоры).
Табл. 1.
Классификация полупроводниковых микросхем по уровню интеграции
Уровень |
число элементов и компонентов в одной микросхеме |
||
интеграции |
Цифровые микросхемы |
Аналоговые |
|
|
на МДП транзисторах |
на биполярных транзисторах |
микросхемы |
МИС |
100 |
100 |
30 |
СИС |
100…1000 |
100…500 |
30…100 |
БИС |
1000…10 000 |
500…2000 |
100…300 |
СБИС |
10 000 |
2000 |
300 |
Наибольшей степенью интеграции обладают полупроводниковые микросхемы, затем тонкопленочные и, наконец толстопленочные и гибридными. Классификация полупроводниковых микросхем по уровню интеграции представлена в табл. 1.
Логические микросхемы на основе биполярных транзисторов по схемотехническому и конструктивно–технологическому исполнению разделяют на типы:
– резистороно–транзисторная логика (РТЛ) и ее модификация (с непосредственной связью, с емкостной связью и т.д.);
– транзисторно–транзисторная логика (ТТЛ) и ее модификация ( ТТЛ с диодами Шотки (ТТЛШ));
– эмиттерно–связанная логика (ЭСЛ);
– интегральная инжекционная логика (И2Л);
– инжекционно–полевая логика (ИПЛ).
Логические микросхемы на МДП транзисторах подразделяются на:
– p–канальные (p–МДП);
– n–канальные (n–МДП);
– комплементарные на взаимодополняющих p– и n–канальных транзисторах (КМДП).
В настоящее время промышленность выпускает множество серий интегральных микросхем. Каждая из этих серий характеризуется следующими параметрами: быстродействие (задержка переключения); потребляемая мощность, произведение мощности на время задержки, запас помехоустойчивости, коэффициент разветвления по выходу, требования к напряжению питания, диапазон рабочих температур, плотность размещения элементов на кристалле, степень интеграции, стоимость и др. Сведения об этих характеристиках приведены в табл. 2.
Параметр |
Биполярные |
МДП |
|
||||||
|
ТТЛ |
ТТЛШ |
ЭСЛ |
И2Л |
p-МДП |
n-МДП |
КМДП |
||
Диапазон рабочих температур для общепромышленных серий, С |
0…70 |
0…70 |
0…75 |
0…70 |
0…70 |
0…70 |
–40…+85 |
||
Напряжение питания для общепромышленных серий, В |
5 |
5 |
–5,2 |
1,5 |
–10 |
5 |
3…15 |
||
Запас помехоустойчивости (наихудший), В |
0,5 |
0,3 |
0,17 |
0,1 |
Зависит от процесса производства |
0,3U |
|||
Коэффициент разветвления по выходу |
10 |
10 |
25 |
1 |
20 |
25 |
50 |
||
Потребляемая мощность на логический элемент, мВт |
10 |
20 |
25…50 |
50 мкВт |
0,5 |
0,1… 1,0 |
50 нВт, статическая, зависит от частоты |
||
Задержка переключения на логический элемент, нс |
10 |
3 |
0,5… 2,0 |
10 |
100 |
1…10 |
10…50 |
||
Произведение мощность–задержка, пДж |
100 |
60 |
25 |
0,5 |
50 |
0,7… 10 |
Зависит от частоты |
||
Интегральная плотность логических элементов, мм2 |
15 |
15 |
15 |
100 |
100 |
150 |
70 |
||
Число ЭРЭ в логическом элементе на два выхода |
9…12 |
14 |
10…12 |
3…4 |
3 |
3 |
4 |
Табл.
2.
Значение
рабочих параметров элементов цифровых
микросхем