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集成電路流程

發布時間:2022-06-18 07:26:37

『壹』 集成電路製造五個步驟

半導體產業開始於上世紀。隨著 1947 年固體晶體管的發明, 半導體行業已經獲得了長足發展, 之後的發展方向是引入了集成電路和硅材料。集成電路將多個元件結合在了一塊晶元上,提高了晶元性能、降低了成本。隨著硅材料的引入,晶元工藝逐步演化為器件在矽片上層以及電路層的襯底上淀積。

晶元製造主要有五大步驟:矽片制備、晶元製造、晶元測試與挑選、裝配與封裝、終測。

晶元製造主要有五大步驟_國內矽片製造商迎來春天

晶元製造的五大步驟

(1)矽片制備。

首先是將硅從礦物中提純並純化,經過特殊工藝產生適當直徑的硅錠。然後將硅錠切割成用於製造晶元的薄矽片。最後按照不同的定位邊和沾污水平等參數製成不同規格的矽片。 本文討論的主要內容就是矽片制備環節。

(2)晶元製造。

裸露的矽片到達矽片制廠,經過各種清洗、成膜、光刻、刻蝕和摻雜等步驟,矽片上就刻蝕了一整套集成電路。晶元測試/揀選。 晶元製造完後將被送到測試與揀選區,在那裡對單個晶元進行探測和電學測試,然後揀選出合格的產品,並對有缺陷的產品進行標記。

(3)裝配與封裝。

矽片經過測試和揀選後就進入了裝配和封裝環節,目的是把單個的晶元包裝在一個保護殼管內。 矽片的背面需要進行研磨以減少襯底的厚度,然後把一個後塑料膜貼附在矽片背面,再沿劃線片用帶金剛石尖的鋸刃將矽片上每個晶元分開,塑料膜能保持晶元不脫落。在裝配廠,好的晶元被壓焊或抽空形成裝配包,再將晶元密封在塑料或陶瓷殼內。

(4)終測。

為確保晶元的功能, 需要對每一個被封裝的集成電路進行測試, 以滿足製造商的電學和環節的特性參數要求。

矽片製作的工藝流程

矽片制備之前是製作高純度的半導體級硅(semiconctor-grade silicon, SGS),也被稱為電子級硅。 制備過程大概分為三步,第一步是通過加熱含碳的硅石(SiO2) 來生成氣態的氧化硅 SiO;第二步是用純度大概 98%的氧化硅,通過壓碎和化學反應生產含硅的三氯硅烷氣體(SiHCl3); 第三步是用三氯硅烷經過再一次的化學過程,用氫氣還原制備出純度為 99.9999999%的半導體級硅。

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半導體硅的生產過程

對半導體級硅進一步加工得到矽片的過程被稱為矽片制備環節。 矽片制備包括晶體生長、整型、切片、拋光、清洗和檢測等步驟,通過單晶硅生長、 機械加工、化學處理、表面拋光和質量檢測等環節最終生產出符合條件的高質量矽片。

『貳』 集成電路板的製作流程

1、列印電路板。將繪制好的電路板用轉印紙列印出來,注意滑的一面面向自己,一般列印兩張電路板,即一張紙上列印兩張電路板。在其中選擇列印效果最好的製作線路板。
2、裁剪覆銅板用感光板製作電路板全程圖解 。覆銅板,也就是兩面都覆有銅膜的線路板,將覆銅板裁成電路板的大小,不要過大,以節約材料。
3、預處理覆銅板。用細砂紙把覆銅板表面的氧化層打磨掉,以保證在轉印電路板時,熱轉印紙上的碳粉能牢固的印在覆銅板上,打磨好的標準是板面光亮,沒有明顯污漬。
4、轉印電路板。將列印好的電路板裁剪成合適大小,把印有電路板的一面貼在覆銅板上,對齊好後把覆銅板放入熱轉印機,放入時一定要保證轉印紙沒有錯位。一般來說經過2-3次轉印,電路板就能很牢固的轉印在覆銅板上。熱轉印機事先就已經預熱,溫度設定在160-200攝氏度,由於溫度很高,操作時注意安全!
5、腐蝕線路板迴流焊機。先檢查一下電路板是否轉印完整,若有少數沒有轉印好的地方可以用黑色油性筆修補。然後就可以腐蝕了,等線路板上暴露的銅膜完全被腐蝕掉時,將線路板從腐蝕液中取出清洗干凈,這樣一塊線路板就腐蝕好了。腐蝕液的成分為濃鹽酸、濃雙氧水、水,比例為1:2:3,在配製腐蝕液時,先放水,再加濃鹽酸、濃雙氧水,若操作時濃鹽酸、濃雙氧水或腐蝕液不小心濺到皮膚或衣物上要及時用清水清洗,由於要使用強腐蝕性溶液,操作時一定注意安全!
6、線路板鑽孔。線路板上是要插入電子元件的,所以就要對線路板鑽孔了。依據電子元件管腳的粗細選擇不同的鑽針,在使用鑽機鑽孔時,線路板一定要按穩,鑽機速度不能開的過慢,操作鑽機還是比較簡單的,只要細心就能完成得很好。請仔細看操作人員操作。
7、線路板預處理。鑽孔完後,用細砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉,用清水把線路板清洗干凈。水干後,用松香水塗在有線路的一面,只需薄薄的一層,不光防止線路被氧化,同時松香也是很好的助焊劑,一般來說,線路板表面松香水會在24小時內凝固,為加快松香凝固,我們用熱風機加熱線路板,只需2-3分鍾松香就能凝固。熱風機溫度高達300度,使用時不能把出風口朝向易燃物、人和小動物,還是要求安全第一啊!
8、焊接電子元件。焊接完板上的電子元件,通電,功能實現,製作完畢。

『叄』 數字集成電路設計流程是怎樣

分為正向設計和反向設計
正向設計就是明確產品功能,然後一步步向下實現,從功能→系統→邏輯函數→電路→版圖→製造→(檢測)
逆向設計說得好聽,我覺得就是「抄襲」
買來外國的晶元→拆開管殼→去除各種膠→用顯微鏡觀察→畫出版圖(金屬互聯線)→改一點(這個是必須的,完全一樣就算侵權)→製造→(檢測) 最後的成品在功能上也要和原產品有點不同才可以 現在國內大部分設計廠商都是逆向設計

『肆』 4、描述你對集成電路設計流程的認識

首先是使用hdl語言進行電路描述,寫出可綜合的代碼。然後用模擬工具作前模擬,對版理想狀況下的功能進行驗權證。這一步可以使用vhdl或verilog作為工作語言,eda工具方面就我所知可以用synopsys的vss(for
vhdl)、vcs(for
verilog)cadence的工具也就是著名的verilog-xl和nc
verilog
2.前模擬通過以後,可以把代碼拿去綜合,把語言描述轉化成電路網表,並進行邏輯和時序電路的優化。在這一步通過綜合器可以引入門延時,關鍵要看使用什麼工藝的庫這一步的輸出文件可以有多種格式,常用的有edif格式。

『伍』 簡述集成電路的設計要求

集成電路設計的流程一般先要進行軟硬體劃分,將設計基本分為兩部分:
晶元硬體設計和軟體協同設計。
 晶元硬體設計包括:
 1.功能設計階段。
 設計人員產品的應用場合,設定一些諸如功能、操作速度、介面規格、
環境溫度及消耗功率等規格,以做為將來電路設計時的依據。更可進一步規劃
軟體模塊及硬體模塊該如何劃分,哪些功能該整合於SOC內,哪些功能可以
設計在電路板上。
 2.設計描述和行為級驗證供能設計完成後,可以依據功能將SOC劃分
為若干功能模塊,並決定實現這些功能將要使用的IP核。此階段將接影響了
SOC內部的架構及各模塊間互動的訊號,及未來產品的可靠性。決定模塊之
後,可以用VHDL或Verilog等硬體描述語言實現各模塊的設計。接著,利用
VHDL或Verilog的電路模擬器,對設計進行功能驗證(functionsimulation,或
行為驗證behavioralsimulation)。注意,這種功能模擬沒有考慮電路實際的延
遲,但無法獲得精確的結果。
 3.邏輯綜合確定設計描述正確後,可以使用邏輯綜合工具(synthesizer)進
行綜合。綜合過程中,需要選擇適當的邏輯器件庫(logiccelllibrary),作為合成
邏輯電路時的參考依據。

『陸』 完整的數字集成電路晶元設計及生產流程

一顆集成電路晶元的生命歷程就是點沙成金的過程:晶元公司設計晶元——晶元代工廠生產晶元——封測廠進行封裝測試——整機商采購晶元用於整機生產。

『柒』 專用集成電路的開發過程

專用集成電路的開發可分為設計、加工與測試三個主要環節。但因其功能的多樣而更具特色。 1)功能設計的目的是為電路設計做准備,將系統功能用於系統實現,便於按系統、電路、元件的級別做層次式設計。
2)邏輯設計的結果是給出滿足功能塊所要求的邏輯關系的邏輯構成。它是用門級電路或功能模塊電路實現,用表、布爾公式或特定的語言表示的。

3)電路設計的目的是確定電路結構(元件聯接關系)和元件特性(元件值、晶體管參數),以滿足所要求的功能電路的特性,同時考慮電源電壓變動、溫度變動以及製造誤差而引起的性能變化。
4)布圖設計直接服務於工藝製造。它根據邏輯電路圖或電子電路圖決定元件、功能模塊在晶元上的配置,以及它們之間的連線路徑.為節約晶元面積要進行多種方案比較,直到滿意。
5)驗證是藉助計算機輔助設計系統對電路功能、邏輯和版圖的設計,以及考慮實際產品可能出現的時延和故障進行分析的過程。在模擬分析基礎上對設計參數進行修正。
為了爭取產品一次投片成功,設計工作的每一階段都要對其結果反復進行比較取優,以取得最好的設計結果。 一般可分為全定製設計和半定製設計。前者是按圖所示流程依次完成設計的各個階段,後者是在設計的某個階段利用已有成果,進行的更有效設計。例如對已具有合理的版圖結構、經過實際使用證明是實用的模塊電路進行半定製設計,就可節約布圖或製造時間。標准單元法、門陣列法、可編程邏輯陣列法都是利用模塊化電路進行半定製設計的常用方法。
在計算機輔助設計系統中,以單元電路庫、宏單元庫形式開發的基本單元越豐富,越有利於電路設計。這些庫包括基本門、觸發器、解碼器、微處理器核心電路、ROM、RAM以及模擬電路模塊等。通常對庫單元的描述有名稱,功能,布爾表達式,邏輯圖,電路圖,電學參數,版圖外框,輸入、輸出口和版圖結構等。 專用集成電路的基本工藝是CMOS,雙極型,BiCMOS等。BiCMOS是一種混合工藝,它具有雙極型和CMOS的雙重特點,便於提高工作速度、降低功耗、提高集成度和實現模數電路的混合。砷化鎵(GaAs)半導體材料的使用不僅提高了電路的工作速度,而且功耗也小。
隨著所需功能越趨復雜,器件尺寸逐漸減小、引腳數增多,專用集成電路為滿足引線數、體積、散熱性能,晶元和內引線壓焊工藝自動化,器件裝上印製電路板時的便捷程度等方面要求,採用了四邊均有引線的正方形外殼、或並排布置兩行外引線等封裝工藝。對於要求高密度組裝的、耐強烈震動和嚴酷的溫、濕環境的電子系統,已採用晶元載體式封裝和帶式自動鍵合封裝,提高了它們在印製電路板上安裝作業的自動化程度,減小了體積、降低了重量。
專用集成電路也採取多晶元技術,用多種工藝和電路技術分別制備單個晶元,更便於設計、製造和測試多功能的專用集成電路。 專用集成電路要求電路設計人員緊密地參與測試,從電路設計的開始就需要考慮產品的測試方案與方法。測試設計是開發專用集成電路的一項重要設計內容。
在設計電路時,設計一些附加的自動測試電路,且與所設計的功能電路集成在同一晶元上。晶元加工後,這些附加電路在軟體支持下,自動地完成晶元功能的測試。這種測試方式不受限制地測試內部節點,能與被測電路同步工作,提高測試質量,節省時間。
傳統的測試方式仍是專用集成電路生產中使用的一種主要方法,希望將對輸入激勵,輸出響應采樣和測試過程式控制制在一個自動測試設備上進行,否則難以應付不斷擴大的電路規模與功能。
材料缺陷、加工偏差、工作環境惡劣,尤其是設計錯誤都會引起電路失效。電路設計人員藉助計算機輔助設計系統,在電路設計過程中對可能的故障進行模擬,分析故障屬性,檢測並確定故障位置以改進電路設計,並使之在生產過程中就可方便地檢測到這些故障。

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