 |
Молекулярные функциональные устройства
|
|
|
|
Молекулярная электроника - это раздел электроники, решающий комплекс физических, химических, схемотехнических и технологических проблем с целью создания микроминиатюрной электронной аппаратуры путем использования различных эффектов и физических явлений в молекулах твердого тела. Электронные схемы подобно интегральным микросхемам получают созданием внутри кристалла локальных неоднородностей, позволяющих осуществлять необходимое управление потоком объемных зарядов с помощью электрических или магнитных полей. В молекулярных устройствах нельзя отождествлять отдельные структурные области с элементами радиосхемы; эти устройства оцениваются только в целом по выполняемым ими функциям.
На рис. 28 приведена электрическая принципиальная схема однополупериодного выпрямителя и электронное устройство, выполняющее функции выпрямителя. Устройство представляет собой монолитный кристалл, состоящий из трех областей (доменов) с разными электронными уровнями. Области соприкасаются по всей поверхности раздела. Первая область 1 - резистивная, к ней подведено напряжение переменного тока, который, протекая по этому домену, разогревает его. Тепло, выделившееся в первом домене, проходит через средний домен 2, являющийся хорошим проводником тепла и изолятором в цепи переменного тока, и поступает в термоэлектрический домен 3, в котором тепловая энергия превращается в электрическую. На выходе домена 3 (между выходными зажимами) действует постоянное напряжение, равное 9 В.
Рис. 28 Однополупериодный выпрямитель: а - электрическая принципиальная схема; б - электронное устройство, выполняющее функции выпрямителя
Создание принципиально новых устройств хранения и переработки информации на цилиндрических доменах (запоминающих устройствах большой емкости, логических и переключающих устройствах) является очередным этапом в развитии вычислительной техники. В настоящее время разработаны функциональные приборы на основе пьезоэффекта, служащие для стабилизации частоты, задержки электрического сигнала на определенный отрезок времени и усиления высокочастотных колебаний
|
|
|
Внедрение прозрачных магнитных кристаллов нового класса позволяет создавать устройства управления различного назначения. Эти устройства вытесняют существующие аналоги электронных, электрооптических, акустических и другие приборов. Таким образом, один функциональный блок, созданный в едином монолите твердого тела, может осуществлять преобразование сложных функций, заменяя собой целую схему, составленную из дискретных, активных и пассивных элементов.
Защитные материалы и методы герметизации
Для увеличения срока службы, а также повышения надежности производятся покрытие микроэлементов, микромодулей и микросхем защитными материалами и их герметизация. Выбор защитных материалов зависит от их физических, химических и технологических свойств, области применения, методов наиболее рационального использования.
В качестве защитных материалов используются эпоксидные и силиконовые материалы, кремнийорганические смолы и др. К наиболее распространенным методам герметизации относят: герметизация пропиткой, заливка компаундами, обволакивание, опрессовка, корпусная защита.
Микросхемы выпускаются в унифицированных стандартизованных металлических или пластмассовых корпусах. По конструктивно-технологическому признаку корпуса микросхем классифицируются на металлокерамические, металлостеклянные, металлополимерные, керамические и пластмассовые.
|
|
|
Сборка и монтаж микросхем
В зависимости от сочетания применяемых материалов и конструкции выводов при сборке микросхем для соединения используется микросварка (термокомпрессионная, ультразвуковая, контактная, электронно-лучевая, лазерная) или микропайка.
Микросхемы подключаются к электрической схеме изделия с помощью выводов, расположение которых определяется типом корпуса (рис. 29):
-DIP - тип корпуса микросхем, микросборок и некоторых других электронных компонентов для монтажа в отверстия печатной платы. Имеет прямоугольную форму с двумя рядами выводов по длинным сторонам. Может быть выполнен из пластика (PDIP) или керамики (CDIP). Обычно в обозначении также указывается число выводов;
-SOIC - корпус микросхем, предназначенных для поверхностного монтажа, занимает на печатной плате на 30 - 50 % меньше площади, чем микросистема в корпусе DIP, а также имеющий на 50 - 70% меньшую толщину, чем корпус DIP. Обычно в обозначении также указывается число выводов SOIC;
-SIP - плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы, с одним рядом выводов по длинной стороне. В обозначении этих микросхем на корпусе указывается число выводов;
-PLCC - квадратный корпус с расположенными по краям контактами, предназначенный для установки в специальную панель (часто называемую «кроваткой»;
-TSOP - тонкий малогабаритный корпус. Применяется для микросхем флеш-памяти и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ);
-ZIP - плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы со штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно.
Рис. 29 Основные типы корпусов ИМС: а - DIP, б - SOIC, в - SIP, г - PLCC, д –TSOP, е - ZIP
|
|
|
