Общие сведения о микросхемах. Классификация микросхем по технологии изготовления

Интегральной микросхемой называют элект­ронное устройство, которое выполняет определенную функ­цию преобразования и обработки электрических сигналов, содержит большое количество элементов и рассматривает­ся при испытаниях и эксплуатации как единое целое.

Разработка и внедрение интегральных микросхем поло­жили начало новому этапу в развитии электроники и значительно увеличили ее возможности.

Первые электронные устройства выполняли простей­шие функции преобразования и усиления электрических сигналов. Они состояли из небольшого числа дискретных элементов: электронных ламп, конденсаторов, резисторов и т. д. Совершенствование электронных устройств шло по пути улучшения характеристик и уменьшения габаритов и массы применяемых элементов. Значительный прогресс был достигнут после создания полупроводниковых диодов и транзисторов. Так как они имели высокую надежность, малые габариты и массу, малое потребление энергии, на их основе можно было создавать значительно более сложные электронные устройства.

Дальнейшее развитие промышленности ставило перед электроникой все более сложные задачи. Для решения этих задач нужно было создавать устройства, содержа­щие тысячи элементов. Однако оказалось, что даже при высокой надежности отдельных элементов, их малой массе и габаритах, устройства получались малонадежными и громоздкими. Новые возможности открылись с появлением интегральных микросхем.

По конструктивно-технологическим при­знакам интегральные микросхемы делятся на полупро­водниковые и гибридные.

В полупроводниковых микросхемах основой являются кристаллы полупроводника толщиной в доли миллиметра и площадью несколько квадратных миллиметров. Все элементы микросхемы — диоды, транзисторы, резисторы и соединения между ними — выполняются в объеме и на поверхности кристалла в процессе одного технологи­ческого цикла. Микросхема может содержать от десятков до тысяч и десятков тысяч элементов. Полупроводниковые микросхемы имеют ряд особенностей, вызванных технологическими причинами: в них отсутствуют индуктивности, используются емкости не более десятков пикофарад, резисторы, сопротивление ко­торых редко превышает несколько килоом. В связи с большой плотностью элементов мощность полупроводни­ковых микросхем ограничена.

Гибридные микросхемы требуют более сложной техно­логии. Их основанием служит стеклянная или керами­ческая пластинка, на поверхности которой методом напы­ления создаются пленки определенной конфигурации из

различных материалов, выполняющих роль пассивных эле­ментов и электрических соединений между ними. Так, если нужно создать резистор, то напыляется полоска нихрома или тантала. Для создания конденсатора на участок осно­вания наносится слой проводника, потом диэлектрика, затем снова проводника и т. д. Активные элементы вы­полняются отдельно в виде бескорпусных диодов, транзи­сторов и даже полупроводниковых микросхем, которые затем крепятся на основание с нанесенными пассивными элементами. При необходимости могут применяться ми­ниатюрные конденсаторы большой емкости и большие индуктивности. Гибридные микросхемььимеют более широ­кие возможности, чем полупроводниковые, но они дороже и содержат меньше элементов.

Для защиты от внешних воздействий микросхемы помещаются в герметичные металлические или пластмас­совые корпуса. Корпус микросхемы имеет внешние выводы для монтажа. На корпус наносится маркировка. Многие микросхемы применяются как законченные электронные устройства. Число внешних электрических соединений у них сведено к минимуму. Они имеют малые габариты и массу, малую потребляемую мощность, высо­кую надежность. Более сложные устройства создаются из набора микросхем.