أعلم أنك ربما تبحث عن مزيد من المعلومات حول تجميع الدوائر المتكاملة.
أحد الأسباب التي تجعل هذا الدليل يجيب على جميع أسئلتك حول تجميع الدوائر المتكاملة - استمر في القراءة لمعرفة المزيد.
- ما هي مجموعة الدوائر المتكاملة؟
- هل المعالج الدقيق عبارة عن مجموعة دوائر متكاملة؟
- أين تجد استخدام تجميعات الدوائر المتكاملة؟
- كيف تقوم بتنفيذ تجميع الدائرة المتكاملة؟
- ما هي خصائص مجموعة الدوائر المتكاملة؟
- ما المكونات التي تجدها في تجميعات الدوائر المتكاملة؟
- كيف يمكنك تصنيف مجموعة الدوائر المتكاملة على أساس نهج التصنيع؟
- ما هي المواد الخام التي تستخدمها في تجميع الدوائر المتكاملة؟
- ما هي مزايا وعيوب استخدام مجموعة الدوائر المتكاملة؟
- كيف تحدد رقم جزء تجميع الدائرة المتكاملة؟
- كيف تختلف مجموعة الدوائر المتكاملة عن لوحة الدوائر المطبوعة؟
- ما هي البوابات المنطقية التي يمكنك توظيفها مع مجموعة دوائر متكاملة؟
- ما أنواع تجميعات الدوائر المتكاملة التي لدينا؟
- ما هي أجيال تجميع الدوائر المتكاملة؟
- ما الحزم التي يمكنك استخدامها مع مجموعة الدوائر المتكاملة؟
- كيف تعمل مجموعة الدوائر المتكاملة؟
- ما هو المترولوجيا أثناء تجميع الدائرة المتكاملة؟
- لماذا يعد فحص مجموعة الدوائر المتكاملة ضروريًا؟
- ما هي أنظمة الحفر التي تستخدمها لتجميع الدوائر المتكاملة؟
ما هي مجموعة الدوائر المتكاملة؟
مجموعة الدوائر المتكاملة عبارة عن تجميع إلكتروني من وحدة واحدة يتكون من أجهزة نشطة وسلبية مصغرة مصغرة.
تتضمن بعض الأجهزة النشطة ترانزستورات وثنائيات بينما تتكون الأجهزة المنفعلة من مكثفات ومقاومات.
تحتوي هذه الأجهزة على وصلات بينية مصممة على ركيزة رقيقة من أشباه الموصلات مما ينتج عنه شريحة مدمجة.
تجد أن هذه الشريحة يمكن أن تكون صغيرة جدًا حتى في نطاق المليمترات المربعة بفضل المكونات الفردية الصغيرة.
هل المعالج الدقيق عبارة عن مجموعة دوائر متكاملة؟
نعم
يجمع المعالج الدقيق بين وظائف وحدة المعالجة المركزية في شريحة دائرة متكاملة منفردة. ينفذ العمليات المنطقية والحسابية في نظام الكمبيوتر حتى تتمكن الدوائر الخارجية الأخرى من تحقيق أغراضها المتوقعة.
أين تجد استخدام تجميعات الدوائر المتكاملة؟
تشتمل مجموعة الدوائر المتكاملة على مكونات كهربائية مثل الثنائيات ، والترانزستورات ، والمقاومات ، المتصلة ببعضها البعض لأداء مجموعة متنوعة من الأنشطة. تجد تجميعات الدوائر المتكاملة في الأجهزة الإلكترونية المختلفة بما في ذلك:
- أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية مثل لوحات المفاتيح والماوس ، نظرًا لتعدد استخداماتها.
- الكاميرات الرقمية وأجهزة التحكم في ألعاب الفيديو وأجهزة التحكم.
- أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير للترددات الراديوية.
- سماعات الرأس والميكروفونات ومكبرات الصوت بما في ذلك مكبرات الصوت الذكية مثل Amazon Echo و Google Home.
- أجهزة تخزين الذاكرة وأدوات المنطق.
- معالجات ومكبرات الصوت للفيديو والصوت على التوالي.
- الساعات الذكية وغيرها من الأجهزة القابلة للارتداء.
- التلفزيونات وأجهزة الكمبيوتر والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية.
كيف تقوم بتنفيذ تجميع الدائرة المتكاملة؟
تقوم بتصنيع العديد من الدوائر المتكاملة في وقت واحد على قطعة واحدة من السيليكون قبل فصل شرائح IC بشكل فردي.
تقوم بإجراء تجميع الدائرة المتكاملة في بيئة نظيفة عالية التحكم حيث يكون الهواء خاليًا من الجزيئات الغريبة.
تلتزم عملية تجميع الدائرة المتكاملة بالعملية التالية:
تحضير رقاقة السيليكون
تبدأ العملية بصهر سبيكة أسطوانية من السيليكون في حجرة مفرغة في وضع رأسي.
يزيل الذوبان الشوائب التي تتجمع في قاع السبيكة التي تقطعها تاركة الجزء النقي.
بعد ذلك ، تقوم بقطع رقائق السيليكون المستديرة بالحجم المطلوب من السبيكة التي تزود بها الدوائر المتكاملة. تقوم بعد ذلك بتلميع الأسطح قبل وضع ثاني أكسيد السيليكون كطلاء لمنع الأكسدة.
اخفاء
يتضمن الإخفاء أثناء تجميع الدائرة المتكاملة تطبيق تصميمات طبقة للمكونات المكونة لرقائق السيليكون.
يتضمن التقنيع عادةً نقل الصور من خلال الاختزال البصري باستخدام أقنعة شفافة وغير شفافة.
المنشطات
يمكنك استخدام طريقتين لتعاطي المنشطات في تجميع الدوائر المتكاملة: الانتشار الذري أو غرس الأيونات. في الانتشار الذري ، يمكنك إنشاء مناطق P أو N عن طريق تحميص الويفر بدرجة حرارة عالية في وجود غاز خامل.
يتكون غرس الأيونات من تأين غاز مخدر مثل الفوسفين. هنا ، شعاع يتكون من أيونات شائبة ذات أشكال عالية الطاقة تطلقها في مناطق معينة من الرقاقة.
تشكيل طبقات متتالية
تقوم بتكرار عمليات التقنيع والحفر والتشطيبات للطبقات التالية المطلوبة لتجميع الدائرة المتكاملة الخاصة بك.
بالنسبة للطبقة النهائية ، يمكنك تطبيق طبقة ثاني أكسيد السيليكون من خلال ترسيب البخار الكيميائي قبل ترسيب طبقة الألومنيوم للتلامس.
تشكيل رقاقة IC الفردية
يمكنك فصل الرقائق العديدة عن طريق تسجيل خطوط الفصل على لوحة السيليكون قبل استخدام قاطع الماس.
لفصل الرقائق ، قد تحتاج إلى فصلها على طول خطوط القطع قبل إخضاعها للفحص.
طريقة حفظ الهريسة
عند الفحص الناجح ، تقوم بإغلاق رقائق الدائرة المتكاملة في أكياس بلاستيكية خاصة بدون كهرباء ساكنة. يمكنك الاحتفاظ برقائق التغليف في المخزن أو شحنها.
ما هي خصائص مجموعة الدوائر المتكاملة؟
الدائرة المتكاملة عبارة عن جهاز معقد يتكون من رقائق سيليكون ذات تصميمات مجهرية محفورة عليها. يمكنك العثور على عدة آلاف من الترانزستورات والمقاومات والمكونات الإلكترونية الأخرى في هذه التصميمات.
تتضمن بعض خصائص تجميع الدائرة المتكاملة ما يلي:
كثافة
يمكنك العثور على تجميعات الدوائر المتكاملة بقياسات الترانزستور في نطاق نانومتر. يتيح لك هذا تجميع ملايين الترانزستورات في مجموعة دائرة متكاملة واحدة وبالتالي زيادة الوظائف.
الاندماج
يمكنك استخدام رقائق فردية لصنع أجهزة منفصلة مثل الثنائيات الباعثة للضوء.
تستمد مجموعات الدوائر المتكاملة اسمها من حقيقة أنها تجمع بين أجهزة متعددة على شريحة واحدة.
تحتوي مجموعات الدوائر المتكاملة على ترانزستورات صغيرة تسمح بالوظائف الفرعية التي كانت تتطلب في السابق رقاقات متعددة ممكنة باستخدام واحدة فقط.
المواد
أنت تستخدم مواد شبه موصلة في تجميع الدائرة المتكاملة. المواد شبه الموصلة هي المواد التي تقع بين الموصلات الجيدة والعوازل.
أكثر أشباه الموصلات شيوعًا المستخدمة لتجميع الدوائر المتكاملة هو السيليكون. لتوليد مواد إلكترونية بخصائص متنوعة ، يمكنك مزج السيليكون عالي النقاوة بكميات قليلة من العناصر الأخرى.
التعبئة والتغليف
نظرًا لحجم وحساسية شريحة الدائرة المتكاملة ، فإن المعالجة المباشرة مستحيلة. تقوم بتغليف كل شريحة بكتل من البلاستيك أو السيراميك المسطح مرتبطة بمجموعة من أسلاك الألمنيوم أو الذهب المجهرية.
تتصل المسامير المعدنية الخارجية الموجودة على الكتلة بالأسلاك الداخلية لتوفير اتصال ميكانيكي وكهربائي آمن لمكونات النظام.
رقاقة IC تتم الحماية من خلال الكتلة البلاستيكية التي تطبع عليها اسم الشركة المصنعة ورقم الجزء وتساعد في التبريد.
المقاسات
يمكن أن تكون مجموعة الدوائر المتكاملة صغيرة مثل 1 مم مربع إلى 200 مم مربع. حزمة الرقائق كبيرة بما يكفي لاستيعاب مجموعة الدوائر المتكاملة بسماكة تتراوح من بضعة ملليمترات.
ما المكونات التي تجدها في تجميعات الدوائر المتكاملة؟
تتكون مجموعة الدوائر المتكاملة من أجهزة سلبية ونشطة مختلفة مصممة على رقاقة واحدة. بعض المكونات الإلكترونية الشائعة التي تجدها في تجميعات الدوائر المتكاملة هي:
المكثفات
المكثف هو جهاز تخزين طاقة كهربائية منفعل ذو طرفين يعمل في مجال كهربائي.
تصف السعة تأثير مكثف ويوجد مكثف لإضافة سعة إلى مجموعة دارة متكاملة.
الثنائيات
الصمام الثنائي هو مكون كهربائي له اقتران طرفي يعرض بشكل أساسي تدفق تيار أحادي الاتجاه في مجموعة دارة متكاملة. مع الصمام الثنائي ، لديك مقاومة قليلة في اتجاه واحد ومقاومة عالية في الاتجاه الآخر.
المقاومات
المقاوم هو مكون كهربائي سلبي بزوج طرفي ينفذ مقاومة كهربائية في مجموعة دارة متكاملة. تسمح لك المقاومات بتقليل تدفق التيار ، وتقسيم الفولتية ، وضبط مستويات الإشارة ، وخطوط النقل النهائية في الدائرة.
الترانزستور
الترانزستور هو جهاز شبه موصل يقوم بتضخيم الإشارات الكهربائية أو تبديلها في مجموعة دارة متكاملة. عادةً ما يمتلك الترانزستور تكوينًا طرفيًا ثلاثيًا للاتصال بدائرة إلكترونية.
كيف يمكنك تصنيف مجموعة الدوائر المتكاملة على أساس نهج التصنيع؟
يمكنك تصنيف مجموعات الدوائر المتكاملة إلى ثلاث فئات بناءً على تقنية التصنيع التي تستخدمها:
تجميع الدوائر المتكاملة رقيقة وسميكة
أنت تستخدم مكونات سلبية مثل المقاومات والمكثفات في هذه الأنواع من الدوائر المتكاملة.
ومع ذلك ، يمكنك توصيل الترانزستورات والثنائيات بشكل منفصل في تصميم الدائرة.
يمكنك إنشاء مجموعات الدوائر المتكاملة هذه عن طريق ترسيب أغشية المواد الموصلة على السطح الزجاجي أو على حامل من السيراميك.
تجميع الدائرة المتكاملة المتجانسة
يمكنك تكوين وصلات بينية أحادية الشريحة من المكونات النشطة والسلبية وحتى المنفصلة باستخدام هذا النوع من تجميع الدائرة المتكاملة. تجميعات الدوائر المتكاملة المتجانسة شائعة الاستخدام نظرًا لتكلفتها المنخفضة وموثوقيتها.
مجموعة الدوائر المتكاملة الهجينة / متعددة الشرائح
تتكون مجموعة IC متعددة الشرائح من أكثر من شريحة متصلة ببعضها البعض مع مكونات نشطة وخاملة موجودة في شريحة فردية.
تجد مثل هذه التجميعات IC في تطبيقات مضخمات عالية الطاقة تتراوح من 5W إلى 50W مع أدائها الذي يتفوق على تجميعات IC متجانسة.
ما هي المواد الخام التي تستخدمها في تجميع الدوائر المتكاملة؟
تجد غالبية مجموعات الدوائر المتكاملة المصنوعة من السيليكون النقي مخدر كيميائيًا لإعطاء منطقتي N و P.
يعمل السيليكون كركيزة للرقاقة بينما تستخدم ثاني أكسيد السيليكون كعازل للمكثفات ومادة عازلة للكهرباء.
عند تناول المنشطات ، يعتبر الفوسفور والزرنيخ نوعين شائعين من المنشطات من النوع N بينما تشتمل المنشطات من النوع P على البورون والغاليوم.
تجد موصلات بين المكونات المختلفة في مجموعة IC مصنوعة بشكل متكرر من الألومنيوم.
تؤدي الأسلاك الرقيقة المصنوعة من الألومنيوم أو الذهب إلى توصيل مجموعة الدائرة المتكاملة بحزمة التركيب. يمكنك استخدام مواد السيراميك أو البلاستيك في بناء عبوة التركيب.
ما هي مزايا وعيوب استخدام مجموعة الدوائر المتكاملة؟
مجموعة IC عبارة عن رقاقة سيليكون مدمجة يمكنك استخدامها كمذبذب أو عداد أو مضخم أو ذاكرة كمبيوتر أو معالج دقيق أو مؤقت. تجد المزايا والعيوب التالية لتجميعات الدوائر المتكاملة:
المزايا
- مجموعات IC صغيرة بشكل لا يصدق ويمكن الاعتماد عليها بشكل أكبر مع استهلاك منخفض للطاقة.
- يمكنك بسهولة استبدال مجموعة IC في حالة حدوث عطل.
- تعتبر هذه الرقائق مثالية في تشغيل الإشارات الصغيرة ذات السعة المتزايدة للعمل في بيئات درجات الحرارة العالية.
- في حالة غياب التأثيرات الطفيلية والسعة ، فإنك تزيد من سرعة تشغيل مجموعة IC.
- يمكنك الاستفادة من مطابقة المكونات بشكل وثيق ومعامل درجة الحرارة بسبب الإنتاج بالجملة.
عيوب
- يتطلب فشل مكون واحد في مجموعة الدائرة المتكاملة استبدال الدائرة بأكملها.
- إن تحقيق معامل درجة حرارة منخفضة أمر صعب.
- يمكن لتجميع IC أن يعمل فقط بكمية معينة من الطاقة.
- لا يمكنك إنشاء ملفات أو مؤشرات في تجميعات IC.
- من الصعب تحقيق ضوضاء منخفضة وتشغيل جهد عالي.
- لا يمكن أن يتجاوز تبديد الطاقة 10 واط مع الحفاظ على التشغيل عند الجهد المنخفض.
- تنتج مجموعات الدوائر المتكاملة طاقة محدودة تستلزم التمديد.
كيف تحدد رقم جزء تجميع الدائرة المتكاملة؟
تعد قراءة رقم مكون مجموعة IC إجراء مباشر يسمح لك بتحديد الشركة المصنعة والتفاصيل الفنية.
تمتلك مجموعات الدوائر المتكاملة بشكل فردي رقمًا تسلسليًا مقسمًا إلى جزأين.
يمكنك العثور على معلومات الشركة المصنعة التي تم التقاطها بواسطة الجزء الأول مع المواصفات الفنية للرقاقة الموضحة بالجزء الثاني.
كيف تختلف مجموعة الدوائر المتكاملة عن لوحة الدوائر المطبوعة؟
تقوم بتضمين مجموعة دوائر متكاملة على لوحة الدوائر المطبوعة عبر عملية لحام. لذلك تلاحظ أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور يعمل كحامل لتجميع الدائرة المتكاملة.
A لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) يوفر توصيلًا كهربائيًا للمكونات مما يسمح بوظائف محددة.
مجموعة الدوائر المتكاملة عبارة عن مكون محمل مصمم لأداء وظيفة معينة.
لذلك ، يمكنك القول إن مجموعة الدوائر المتكاملة عبارة عن شريحة واحدة تحتوي على دائرة للأغراض العامة. إنها حزمة كاملة تفشل عند تلفها داخليًا. على العكس من ذلك ، يمكنك توصيل مكونات مختلفة بثنائي الفينيل متعدد الكلور وحتى استبدالها عند كسرها.
ما هي البوابات المنطقية التي يمكنك توظيفها مع مجموعة دوائر متكاملة؟
يحدد الجهاز الإلكتروني الذي يقوم بعمليات منطقية بوابة منطقية مع المدخلات والمخرجات في شكل ثنائي (0,1،XNUMX). يمكنك تخصيص البوابات المنطقية إلى ثلاث فئات من البوابات الأساسية والبوابات العامة والبوابات الحصرية.
بوابات أساسية
يتضمن بوابات NOT و OR و AND ويمكنك استخدامها للوظائف الأساسية.
بوابة حصرية
بوابات X-OR و X-NOR هما نوعان من البوابات الحصرية الموجودة في تجميعات IC.
يونيفرسال جيتس
بوابات NAND و NOR هما نوعان من البوابات العامة التي تستخدمها في تجميعات الدوائر المتكاملة. إنها "عالمية" لأنه يمكنك استخدام هذه البوابات لبناء أي بوابات ، سواء كانت أساسية أو حصرية.
ما أنواع تجميعات الدوائر المتكاملة التي لدينا؟
هناك عدة أنواع من تجميعات الدوائر المتكاملة. يمكنك تصنيف تجميعات IC على النحو التالي بناءً على التطبيقات المقصودة:
تجميعات IC الرقمية
تجميعات IC الرقمية هي تلك التي تعمل فقط على مستويات مميزة محدودة بدلاً من العمل عند مستويات عديدة من سعة الإشارة.
تقوم بإنشائها بعدد كبير من بوابات المنطق الرقمي التي تقبل البيانات الثنائية أو الرقمية كمدخلات.
جمعيات IC التناظرية
تعمل مجموعات IC هذه عبر طيف مستمر من الإشارات وتشمل مجموعات IC الخطية والترددات الراديوية. على مدى إشارة تناظرية كبيرة مستمرة ، يمكنك إيجاد العلاقة بين الجهد والتيار اللاخطي.
جمعيات IC إشارات مختلطة
يمكنك إنشاء تجميعات IC مختلطة من خلال الجمع بين تجميعات الدوائر المتكاملة التناظرية والرقمية على شريحة مفردة.
ما هي أجيال تجميع الدوائر المتكاملة؟
لقد مررنا بأجيال تجميع IC مختلفة منذ البداية ، لكل منها عدد من الترانزستورات والبوابات المنطقية. فيما يلي قائمة بأجيال تجميع IC وقدراتهم.
- مباحث أمن الدولة: يستخدم التكامل على نطاق صغير بوابات منطقية تتراوح من 1 إلى 12 مع عدد قليل من الترانزستورات (عشرات) على شريحة.
- MSI: يتكون التكامل متوسط الحجم من مئات الترانزستورات على شريحة IC وما بين 13 و 99 بوابة منطقية.
- إل إس آي: يتألف التكامل على نطاق واسع من آلاف الترانزستورات (من 500 إلى 20,000) على شريحة بنفس تكلفة MSI تقريبًا. تتراوح البوابات المنطقية من 100 إلى 9,999.
- فلسي: تكامل واسع النطاق يستخدم ترانزستورات تتراوح من 20,000 إلى 1,000,000 وبوابات منطقية تتراوح من 10,000 إلى 99,999.
- أولسي: تكامل واسع النطاق يصل إلى 1,000,000 ترانزستور و 100,000 بوابة منطقية.
ما الحزم التي يمكنك استخدامها مع مجموعة الدوائر المتكاملة؟
تجد تطبيق نوعين من الحزم مع تجميعات IC:
عبر حفرة جبل
هذه لها دبابيس رصاص ملحومة على جانب واحد ومثبتة على الجانب الخلفي من اللوحة. هذه الحزم كبيرة الحجم وتستخدم في الغالب لتحقيق التوازن بين مساحة اللوحة وقيود التكلفة.
من خلال ثقب جبل في IC
ميزان التثبيت السطحي
يشتمل نوع العبوة هذا على تقنية التركيب باستخدام تجميعات IC الصغيرة. يمكنك إرفاق الدوائر المتكاملة على سطح اللوحة عبر مناطق لوحة خاصة تسمى وسادات اللحام.
كيف تعمل مجموعة الدوائر المتكاملة؟
تعمل مجموعة الدوائر المتكاملة بشكل مشابه لمؤقت أو مذبذب أو معالج دقيق.
تقوم مئات المكونات الموجودة في مجموعة IC بوظائف مختلفة من أجل تنفيذ عملية محددة.
البوابات المنطقية ، التي تعمل في شكل ثنائي ، تجد استخدامها في تجميعات IC. تنتج الإشارة المنخفضة المرسلة إلى أحد المكونات عبر تجميع IC رقمي قيمة "صفر" ، بينما تنتج الإشارة العالية قيمة "واحدة".
تجميعات IC التناظرية والخطية لها قيم دائمة. وبالتالي ، يمكن للمكون الإلكتروني المتصل بـ IC الخطي استخدام أي قيمة وإخراج قيمة أخرى.
ما هو المترولوجيا أثناء تجميع الدائرة المتكاملة؟
يشير علم القياس إلى عملية قياس الأرقام والأحجام ، في الغالب من خلال استخدام معدات القياس.
في تجميع IC ، يمكنك قياس طبقة التراكب الأولى والثانية لأنماط الطبقة الموضوعة على رقاقة لضمان الدقة.
لماذا يعد فحص مجموعة الدوائر المتكاملة ضروريًا؟
يسمح لك الفحص بالتحقق من الامتثال أو عدم الامتثال في مجموعة IC ، بما في ذلك الشذوذ أو عدم الملاءمة ، وفقًا لمعايير معينة.
يسمح لك الفحص باكتشاف الجسيمات أو العيوب الموجودة على الرقاقة وكذلك إحداثياتها الموضعية.
ما هي أنظمة الحفر التي تستخدمها لتجميع الدوائر المتكاملة؟
يسمح لك نظام الحفر بتشكيل التصميمات المفضلة على غشاء رقيق IC باستخدام تفاعلات كيميائية سائلة أو أيونية والغازات.
يمكنك استخدام أنظمة الحفر الرطبة أو الجافة ، الأولى باستخدام حمض أو قلوي ، بينما تستخدم الأخيرة بلازما عالية التفريغ.
لجميع متطلبات ومواصفات PCB الخاصة بك ، اتصل بـ Venture Electronics الآن.
