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集成电路板

集成电路板

  集成电路板,是采用半导体制作工艺,在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管电阻器电容器等元器件,并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。集成电路板主要由硅胶构成,所以呈绿色,在电路中用字母“IC”(也有用文字符号“N”等)表示。

集成电路板概述

集成电路板概述

  集成电路板是集成电路的载体,集成电路(integrated circuit,港台称之为积体电路)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管二极管电阻电容电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,这样,整个电路的体积大大缩小,且引出线和焊接点的数目也大为减少,从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。

集成电路板特点

  集成电路板具有体积小、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。

集成电路板的不同类型

  1.按功能结构分

  集成电路板按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路板和数字两大类。模拟用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间边疆变化的信号,例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),而数字用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号,例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号)。

  2.按制作工艺分

  按制作工艺可分为半导体和薄膜,其中膜还分为厚膜和薄膜。

  3.按集成度高低分

  按集成度高低的不同可分为小规模、中规模、大规模和超大规模。

  4.按导电类型分

  按导电类型可分为双极型和单极型。双极型的制作工艺复杂,功耗较大,代表有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型;单极型的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模,代表有CMOS、NMOS、PMOS等类型。

  5.按各种用途分

  按用途可分为电视机用、音响用、影碟机用、录像机用、电脑(微机)用、电子琴用、通信用、照相机用、遥控、语言、报警器用及各种专用。

  电视机用包括行、场扫描、中放、伴音、彩色解码、AV/TV转换、开关电源、遥控、丽音解码、画中画处理、微处理器CPU)、存储器等。

  音响用包括AM/FM高中频电路、立体声解码电路、音频前置放大电路、音频运算放大、音频功率放大、环绕声处理、电平驱动、电子音量控制、延时混响、电子开关等。   影碟机用有系统控制、视频编码MPEG解码、音频信号处理、音响效果、RF信号处理、数字信号处理、伺服、电动机驱动等。

  录像机用有系统控制、伺服、驱动、音频处理、视频处理。

集成电路的检测

  1.检测前要了解集成电路及其相关电路的工作原理

  检查和修理集成电路前首先要熟悉所用集成电路的功能、内部电路、主要电气参数、各引脚的作用以及引脚的正常电压、波形与外围元件组成电路的工作原理。如果具备以上条件,那么分析和检查会容易许多。

  2.测试不要造成引脚间短路

  电压测量或用示波器探头测试波形时,表笔或探头不要由于滑动而造成集成电路引脚间短路,最好在与引脚直接连通的外围印刷电路上进行测量。任何瞬间的短路都容易损坏集成电路,在测试扁平型封装的CMOS集成电路时更要加倍小心。

  3.严禁在无隔离变压器的情况下,用已接地的测试设备去接触底板带电的电视、音响、录像等设备

  严禁用外壳已接地的仪器设备直接测试无电源隔离变压器的电视、音响、录像等设备。虽然一般的收录机都具有电源变压器,当接触到较特殊的尤其是输出功率较大或对采用的电源性质不太了解的电视或音响设备时,首先要弄清该机底盘是否带电,否则极易与底板带电的电视、音响等设备造成电源短路,波及集成电路,造成故障的进一步扩大。

  4.要注意电烙铁的绝缘性能

  不允许带电使用烙铁焊接,要确认烙铁不带电,最好把烙铁的外壳接地,对MOS电路更应小心,能采用6-8V的低压电路铁就更安全。

  5.要保证焊接质量

  焊接时确实焊牢,焊锡的堆积、气孔容易造成虚焊。焊接时间一般不超过3秒钟,烙铁的功率应用内热式25W左右。已焊接好的集成电路要仔细查看,最好用欧姆表测量各引脚间有否短路,确认无焊锡粘连现象再接通电源

  6.不要轻易断定集成电路的损坏

  不要轻易地判断集成电路已损坏。因为集成电路绝大多数为直接耦合,一旦某一电路不正常,可能会导致多处电压变化,而这些变化不一定是集成电路损坏引起的,另外在有些情况下测得各引脚电压与正常值相符或接近时,也不一定都能说明集成电路就是好的。因为有些软故障不会引起直流电压的变化。

  7.测试仪表内阻要大

  测量集成电路引脚直流电压时,应选用表头内阻大于20KΩ/V的万用表,否则对某些引脚电压会有较大的测量误差。

  8.要注意功率集成电路的散热

  功率集成电路应散热良好,不允许不带散热器而处于大功率的状态下工作。

  9.引线要合理

  如需要加接外围元件代替集成电路内部已损坏部分,应选用小型元器件,且接线要合理以免造成不必要的寄生耦合,尤其是要处理好音频功放集成电路和前置放大电路之间的接地端。

集成电路的发展历程

  1.集成电路的发明,是电子产品工艺技术的一次革命,进一步减小了电子设备的体积,由此,它们变得更轻、更小。由于不同的电子元件大部分可以在同一块硅片上制造,相互紧密连接在一起,因而减少了元件失效和引线断裂的可能性,提高了电子设备的可靠性,也降低了电子产品制造的成本。为充分体现集成电路的优越性,人们竞相改进工艺,努力在同样尺寸的硅片上制造越来越多的电子元件。20世纪60年代初期,人们只能制做一块硅片包含几十个元件的小规模集成电路;20世纪70年代后期,人们已经能够在面积30平方毫米的一块硅片上集成13万个晶体管;20世纪90年代以来,超大规模集成电路技术迅速发展,人们已经能在一块指甲盖大小的硅片上制做包含500万个晶体管集成电路,它的功能相当于250台1945年发明的电子计算机,而当年第一台计算机重30吨,需占用两间房屋。

  集成电路的发明,大幅度地降低了电子产品成本,它们的尺寸奇迹般地减小,导致了家用电子计算机和手机的出现,使从前专门机构才能购置的电子装置成为公众可以使用的工具。

  2.中国集成电路产业诞生于20世纪60年代,共经历了三个发展阶段:

  1965年-1978年:以计算机和军工配套为目标,以开发逻辑电路为主要产 品,初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件;

  1978年-1990年:主要引进美国二手设备,改善集成电路装备水平,在“治散治乱”的同时,以消费类整机作为配套重点,较好地解决了彩电集成电路的国产化;

  1990年以后:以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设,为信息产业服务,集成电路行业取得了新的发展。

 

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