集成电路介绍ppt课件.pptx

集成电路简要介绍 1 一 集成电路定义二 集成电路特点三 集成电路发展四 集成电路分类五 集成电路封装技术 2 一 集成电路定义 集成电路 IntegratedCircuit 简称IC 是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件 把构成具有一定功能的电路所需的半导体 电阻 电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上 然后焊接封装在一个管壳内的电子器件 3 二 集成电路特点 集成电路具有体积小 重量轻 引出线和焊接点少 寿命长 可靠性高 性能好等优点 同时成本低 便于大规模生产 它不仅在工 民用电子设备如收录机 电视机 计算机等方面得到广泛的应用 同时在军事 通讯 遥控等方面也得到广泛的应用 用集成电路来装配电子设备 其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍 设备的稳定工作时间也可大大提高 4 三 集成电路发展 1952年5月 英国科学家达默第一次提出了集成电路的设想 1958年以德克萨斯仪器公司的科学家基尔比为首的研究小组研制出了世界上第一块集成电路 第一块集成电路 TI公司的Kilby12个器件 Ge晶片 获得2000年Nobel物理奖 5 三 集成电路发展 1959年美国仙童 飞兆公司 Fairchilds 的R Noicy诺依斯开发出用于IC的Si平面工艺技术 从而推动了IC制造业的大发展 1959年仙童公司制造的IC 诺伊斯 6 三 集成电路发展 第一阶段 1962年制造出集成了12个晶体管的小规模集成电路 SSI 芯片 第二阶段 1966年制造出集成度为100 1000个晶体管的中规模集成电路 MSI 芯片 第三阶段 1967 1973年 制造出集成度为1000 100000个晶体管的大规模集成电路 LSI 芯片 第四阶段 1977年研制出在30mm2的硅晶片上集成了15万个晶体管的超大规模集成电路 VLSI 芯片 第五阶段 1993年制造出集成了1000万个晶体管的16MBFLASH与256MBDRAM的特大规模集成电路 ULSI 芯片 第六阶段 1994年制造出集成了1亿个晶体管的1GBDRAM巨大规模集成电路 GSI 芯片 7 三 集成电路发展 摩尔定律 集成电路的集成度每18个月就翻一番 特征尺寸每3年缩小1 2 戈登 摩尔先生 8 四 集成电路分类 1 按功能结构分类 模拟集成电路 数字集成电路和数 模混合集成电路2 按制作工艺分类 半导体集成电路和膜集成电路 膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路 3 按导电类型不同分类 双极型集成电路和单极型集成电路 他们都是数字集成电路 9 四 集成电路分类 4 按集成度高低分类 SSIC小规模集成电路 SmallScaleIntegratedcircuits MSIC中规模集成电路 MediumScaleIntegratedcircuits LSIC大规模集成电路 LargeScaleIntegratedcircuits VLSIC超大规模集成电路 VeryLargeScaleIntegratedcircuits 10 五 集成电路封装技术 封装技术是一种将集成电路打包的技术 是微电子器件的两个基本组成部分之一 微电子器件 芯片 管芯 封装 外壳 11 五 集成电路封装技术 封装作用 电功能 传递芯片的电信号机械化学保护功能 保护芯片与引线散热功能 散发芯片内产生的热量防潮抗辐照防电磁干扰 12 五 集成电路封装技术 1 BGA球栅阵列封装2 CSP芯片缩放式封装3 COB板上芯片贴装4 COC瓷质基板上芯片贴装5 MCM多芯片模型贴装6 LCC无引线片式载体7 CFP陶瓷扁平封装8 PQFP塑料四边引线封装9 SOJ塑料J形线封装10 SOP小外形外壳封装 11 TQFP扁平簿片方形封装12 TSOP微型簿片式封装13 CBGA陶瓷焊球阵列封装14 CPGA陶瓷针栅阵列封装15 CQFP陶瓷四边引线扁平16 CERDIP陶瓷熔封双列17 PBGA塑料焊球阵列封装18 SSOP窄间距小外型塑封19 WLCSP晶圆片级芯片规模封装20 FCOB板上倒装片 13 五 集成电路封装技术 1 直插式2 表面贴装式3 芯片尺寸封装4 发展趋势 14 5 1直插式 To封装 DIP封装 15 5 1直插式 DIP封装特点 1 适合PCB的穿孔安装 操作方便 2 比TO型封装易于对PCB布线 3 芯片面积与封装面积之间的比值较大 故体积也较大 4 外部引脚容易在芯片的插拔过程当中损坏 不太适用于高可靠性场合 5 DIP封装还有一个致命的缺陷 那就是它只适用于引脚数目小于100的中小规模集成电路 16 5 1直插式 衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比R 这个比值越接近l越好 以采用40根I O引脚塑料双列直插式封装 PDIP 的CPU为例 其芯片面积 封装面积R 3 3 15 24 50 1 86 离l相差很远 这种封装尺寸远比芯片大 说明封装效率很低 占去了很多有效安装面积 17 5 2表面贴装式 QFP封装 TSOP封装 18 5 2表面贴装式 QFP的特点是 1 用SMT表面安装技术在PCB上安装布线 操作方便 2 封装外形尺寸小 寄生参数减小 适合高频应用 3 可靠性高 4 引脚从直插式改为了欧翘状 引脚间距可以更密 引脚可以更细 5 QFP的引脚间距目前已从1 27mm发展到了0 3mm 也是他的极限距离 限制了组装密度的提高 19 5 2表面贴装式 以0 5mm焊区中心距 208根I O引脚QFP封装的CPU为例 如果外形尺寸为28mm 28mm 芯片尺寸为lOmm 10mm 则芯片面积 封装面积R 10 10 28 28 l 7 8 由此可见QFP封装比DIP封装的尺寸大大减小 20 5 3芯片尺寸封装 双列直插式封装 DIP 的裸芯片面积与封装面积之比为1 80 表面贴装技术SMT中的QFP为1 7 CSP小于1 1 2 21 IC芯片 引线架 导线丝 铝膜 外引线 封装树脂 塑料基板 塑料封装DIP工艺 导电粘胶 5 3芯片尺寸封装 22 焊料微球凸点 IC芯片 CSP 5 3芯片尺寸封装 23 CSP封装具有以下特点 1 满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要 2 解决丁IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题 3 封装面积缩小 延迟时间大大缩小 5 3芯片尺寸封装 24 5 3发展趋势 1 MCM封装2 三维封装 25 1 M