第四章半导体集成电路(最终版)
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半导体集成电路封装技术复习大纲第一章集成电路芯片封装技术1.(P1)封装概念:狭义:集成电路芯片封装是利用(膜技术)及(微细加工技术),将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体结构的工艺.广义:将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程。
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集成电路封装的目的:在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响,并为之提供一个良好的工作条件,以使集成电路具有稳定、正常的功能.3.芯片封装所实现的功能:①传递电能,②传递电路信号,③提供散热途径,④结构保护与支持.4.在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数:性能,尺寸,重量,可靠性和成本目标。
5.封装工程的技术的技术层次?第一层次,又称为芯片层次的封装,是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺,使之成为易于取放输送,并可与下一层次的组装进行连接的模块元件.第二层次,将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电子卡的工艺。
第三层次,将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部件或子系统的工艺。
第四层次,将数个子系统组装成为一个完整电子厂品的工艺过程。
6.封装的分类?按照封装中组合集成电路芯片的数目,芯片封装可分为:单芯片封装与多芯片封装两大类,按照密封的材料区分,可分为高分子材料和陶瓷为主的种类,按照器件与电路板互连方式,封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。
依据引脚分布形态区分,封装元器件有单边引脚,双边引脚,四边引脚,底部引脚四种。
常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装,双边引脚元器件有双列式封装小型化封装,四边引脚有四边扁平封装,底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。
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芯片封装所使用的材料有金属陶瓷玻璃高分子8.集成电路的发展主要表现在以下几个方面?1芯片尺寸变得越来越大2工作频率越来越高3发热量日趋增大4引脚越来越多对封装的要求:1小型化2适应高发热3集成度提高,同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性9。
半导体集成电路半导体集成电路(Integrated Circuits,简称IC)是现代电子技术中的一种重要组成部分。
它是在单块硅片上通过半导体工艺将多个电子元件(如晶体管、电阻、电容等)集成在一起制造的完整电路。
半导体集成电路可以实现复杂的电子功能,因此被广泛用于计算机、通信设备、消费电子产品等各个领域。
半导体集成电路的制造过程十分复杂,涉及到多道工艺步骤。
首先,在硅片上生长一层绝缘层,然后使用光刻技术将电路图案投射在硅片表面。
接下来,利用化学腐蚀和离子注入等工艺将晶体管、电阻等电子元件制造出来,形成一个个微小的电子元件。
最后,通过金属线路将这些电子元件连接起来,形成一个完整的电路。
半导体集成电路相比传统的离散元件电路,有着更多的优势。
首先,半导体集成电路在体积上更小,不仅可以将复杂电路集成到一个小芯片上,还可以将多个芯片集成在一个封装中,大大提高了电子设备的集成度。
其次,半导体集成电路功耗低,运行速度快,能够更好地满足现代电子设备对低功耗和高性能的要求。
此外,半导体集成电路的可靠性高,容易实现批量生产,降低了生产成本。
随着科技的不断进步,半导体集成电路的发展也在不断壮大。
现在,半导体集成电路已经发展到了纳米级别,微观上的细节得以精确控制。
同时,新的制造工艺和材料的引入,进一步提高了半导体集成电路的性能。
预计未来,半导体集成电路将进一步向更高的集成度、更低的功耗、更快的运行速度和更强的功能发展,为人们创造更多更强大的电子产品,推动科技的进步。
总而言之,半导体集成电路是现代电子技术中不可或缺的重要组成部分。
它通过多道工艺将多个电子元件集成在一起,形成一个完整的电路,具有体积小、功耗低、运行速度快、可靠性高等优点。
随着科技的发展,半导体集成电路的性能将进一步提升,为人们带来更多更强大的电子产品。
半导体集成电路的发展经历了数十年的积累和创新。
从最早的小规模集成电路(SSI)到中规模集成电路(MSI),再到现代的大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI),每一代集成电路的诞生都给电子行业带来了革命性的变革。
《半导体集成电路》考试题目及参考答案(DOC)1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
4. 两管与非门有哪些缺点,四管及五管与非门的结构相对于两管与非门在那些地方做了改善,并分析改善部分是如何工作的。
四管和五管与非门对静态和动态有那些方面的改进。
5. 相对于五管与非门六管与非门的结构在那些部分作了改善,分析改进部分是如何工作的。
6. 画出四管和六管单元与非门传输特性曲线。
并说明为什么有源泄放回路改善了传输特性的矩形性。
7. 四管与非门中,如果高电平过低,低电平过高,分析其原因,如与改善方法,请说出你的想法。
8. 为什么TTL与非门不能直接并联?9. OC门在结构上作了什么改进,它为什么不会出现TTL与非门并联的问题。
第5章MOS反相器1. 请给出NMOS晶体管的阈值电压公式,并解释各项的物理含义及其对阈值大小的影响(即各项在不同情况下是提高阈值还是降低阈值)。
2. 什么是器件的亚阈值特性,对器件有什么影响?3. MOS晶体管的短沟道效应是指什么,其对晶体管有什么影响?4. 请以PMOS晶体管为例解释什么是衬偏效应,并解释其对PMOS晶体管阈值电压和漏源电流的影响。
5. 什么是沟道长度调制效应,对器件有什么影响?6. 为什么MOS晶体管会存在饱和区和非饱和区之分(不考虑沟道调制效应)?7.请画出晶体管的D DS特性曲线,指出饱和区和I V非饱和区的工作条件及各自的电流方程(忽略沟道长度调制效应和短沟道效应)。
第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪几类?5.什么是特征尺寸?它对集成电路工艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造工艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足?6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进方法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法?6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应?第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性 开门/关门电平 逻辑摆幅 过渡区宽度 输入短路电流 输入漏电流静态功耗 瞬态延迟时间 瞬态存储时间 瞬态上升时间 瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL 与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。