Гибридная интегральная схема - Hybrid integrated circuit

Не путать с Интегральная схема со смешанными сигналами.
Гибридная схема (оранжево-эпоксидная) на печатная плата.

А гибридная интегральная схема (ИК), гибридная микросхема, гибридная схема или просто гибридный представляет собой миниатюрную электронную схему, состоящую из отдельных устройств, таких как полупроводниковые устройства (например, транзисторы, диоды или же монолитные ИС ) и пассивные компоненты (например, резисторы, индукторы, трансформаторы, и конденсаторы ), приклеенный к подложке или печатная плата (Печатная плата).[1] Печатная плата с компонентами на Печатная монтажная плата (PWB) не считается настоящей гибридной схемой согласно определению MIL-PRF-38534.

Обзор

"Интегральная схема "поскольку этот термин в настоящее время используется, относится к монолитной ИС, которая заметно отличается от HIC тем, что HIC изготавливается путем соединения между собой ряда компонентов на подложке, тогда как компоненты IC (монолитные) изготавливаются в несколько этапов полностью на одной вафле, которая затем нарезается на чипы.[2] Некоторые гибридные схемы могут содержать монолитные ИС, в частности Мультичиповый модуль (MCM) гибридные схемы.

Гибридные схемы могут быть заключены в эпоксидная смола, как показано на фото, или в военном и космическом применении, на корпус припаивалась крышка. Гибридная схема служит компонентом на печатной плате так же, как монолитная Интегральная схема; разница между этими двумя типами устройств заключается в том, как они сконструированы и изготовлены. Преимущество гибридных схем состоит в том, что можно использовать компоненты, которые не могут быть включены в монолитную ИС, например, конденсаторы большой емкости, компоненты намотки, кристаллы, катушки индуктивности. [3] В военных и космических приложениях многочисленные интегральные схемы, транзисторы и диоды в их форме кристалла должны быть размещены либо на керамической, либо на бериллиевой подложке. Либо золотой, либо алюминиевый провод будет соединен от контактных площадок ИС, транзистора или диода с подложкой.

Толстопленочная технология часто используется в качестве соединительной среды для гибридных интегральных схем. Использование межсоединения из толстой пленки с трафаретной печатью обеспечивает преимущества универсальности по сравнению с тонкой пленкой, хотя размеры элементов могут быть больше, а нанесенные резисторы более широкими допусками. Многослойная толстая пленка - это метод для дальнейшего улучшения интеграции с использованием изолирующего диэлектрика с трафаретной печатью, чтобы соединения между слоями выполнялись только там, где это необходимо. Одним из ключевых преимуществ для разработчика схем является полная свобода выбора номинала резистора в толстопленочной технологии. Планарные резисторы также печатаются методом трафаретной печати и включены в конструкцию толстопленочных межсоединений. Состав и размеры резисторов могут быть выбраны для получения желаемых значений. Конечное значение резистора определяется конструкцией и может регулироваться лазерная обрезка. После того, как гибридная схема полностью заполнена компонентами, можно выполнить точную настройку перед заключительным испытанием с помощью активной лазерной подстройки.

Технология тонких пленок также использовалась в 1960-х годах. Ultra Electronics производила схемы с использованием подложки из кварцевого стекла. Пленка тантала была нанесена напылением с последующим напылением слоя золота. Слой золота был сначала протравлен после нанесения фоторезиста для образования контактных площадок, совместимых с припоем. Резистивные сети были сформированы также с помощью фоторезиста и процесса травления. Они были обрезаны с высокой точностью путем выборочной обработки пленки. Конденсаторы и полупроводники были в форме LID (Leadless Inverted Devices), припаянных к поверхности путем выборочного нагрева подложки с нижней стороны. Завершенные схемы заливали диаллилфталатной смолой. С использованием этих методов было создано несколько настраиваемых пассивных сетей, а также некоторые усилители и другие специализированные схемы. Считается, что некоторые пассивные сети использовались в блоках управления двигателем, произведенных Ultra Electronics для Concorde.

Некоторые современные технологии гибридных схем, такие как LTCC - гибриды подложки, позволяют встраивать компоненты в слои многослойной подложки в дополнение к компонентам, размещенным на поверхности подложки. Эта технология создает схему, которая в некоторой степени трехмерный.

Этапы производства гибридных пластин Solid Logic Technology, используемых в IBM System / 360 и другие компьютеры IBM середины 1960-х годов. Процесс начинается с пустой керамической пластины размером 1/2 дюйма. Сначала закладываются схемы, а затем резистивный материал. Цепи металлизированы, а резисторы настроены до желаемого значения. Затем добавляются дискретные транзисторы и диоды и инкапсулируется корпус. Экспозиция в Музее истории компьютеров.

Другие электронные гибриды

На заре телефонов отдельные модули, содержащие трансформаторы и резисторы, назывались гибридами или гибридные катушки; они были заменены полупроводниковыми интегральные схемы.

В первые дни транзисторы период, термин гибридная схема был использован для описания схем с транзисторами и вакуумные трубки; например, аудио усилитель с транзисторами, используемыми для усиления напряжения, за которыми следует выходной каскад мощности на вакуумной лампе, поскольку подходящие силовые транзисторы не были доступны. Это использование и устройства устарели, однако усилители, в которых используется каскад лампового предусилителя, соединенный с твердотельным выходным каскадом, все еще производятся и называются гибридные усилители в связи с этим.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Скажите мне ... Что такое гибридная интегральная схема?". Компоненты ES. 7 сентября 2017 г.. Получено 28 ноября 2020.
  2. ^ «Разница между монолитными ИС и гибридными ИС (интегральными схемами)». Политехнический хаб. 2 марта 2017 г.. Получено 28 ноября 2020.
  3. ^ Уильям Грейг, Интегральные схемы, сборка и соединения, Springer Science & Business Media, 2007 г., ISBN  0387339132, с.62-64

внешняя ссылка