Vítězslav Bártl. březen 2013

Transkript

1 VY_32_INOVACE_VB08_K Jméno autora výukového materiálu Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen Ročník, pro který je VM určen Vzdělávací oblast, vzdělávací obor, tematický okruh, téma Anotace Vítězslav Bártl březen ročník Člověk a svět práce, Člověk a svět práce - práce s techn. mat., Elektronika kolem nás, Provoz a údržba domácnosti, čtení a kreslení jednoduchých el. schémat a značek el. součástky, výroba el. energie a elektrizační síť, elektronika v domácnosti, el. instalace a el. spotřebiče v domácnosti Integrovaný obvod, jeho funkce, využití

2 Integrované obvody Integrovaný obvod moderní elektronická součástka. Jedná se o spojení (integraci) mnoha jednoduchých elektrických součástek, které společně tvoří elektrický obvod vykonávající nějakou složitější funkci. Integrované obvody dělíme na monolitické a hybridní. Monolitické integrované obvody Jejich jednotlivé součástky jsou vytvořeny a vzájemně spojeny s pomocí difuze a epitaxe na jediné polovodičové, nejčastěji křemíkové, destičce. Hybridní integrovaný obvod se skládají z několika součástek (zpravidla některé z nich bývají monolitické IO), které jsou přilepeny a pospojovány na malé destičce (zpravidla keramické).

3 Monolitické integrované obvody Monolitické obvody Základem pro výrobu moderních monolitických integrovaných obvodů je monokrystal z velmi čistého polovodiče. Monokrystal musí být bez jakýchkoliv poruch v krystalové mřížce a musí být předem velmi dokonale vyčištěn. Čištění materiálu a tažení takového monokrystalu se provádí za vysokých teplot v ochranné atmosféře. Hotový monokrystal, který má válcový či doutníkovitý tvar, se nařeže na velmi tenké plátky (anglicky chips, z toho české čipy) jménem wafer. Jejich tloušťka je v řádu desetin milimetru. Plátky se dále dokonale vyleští. Na připravených plátcích se pak vytvářejí miniaturní masky a na nezamaskovaná místa se difuzí přidávají různé příměsi, které v daných místech přetvářejí základní polovodičový materiál na materiál typu P nebo N, takže vznikají tzv. PN přechody.

4 Další často používanou metodou je iontová epitaxe, která spočívá v přímém nastřelování iontů patřičných příměsí do určených míst polovodiče. Po vytvoření struktury obvodu se na povrch vakuově napaří tenká vrstvička kovu (nejčastěji hliníku). Ta se poté opět za pomoci masky odleptá, takže na určených místech destičky vzniknou hliníkové kontakty. Na jednom plátku je takto vytvořeno zpravidla několik řad a sloupců stejných obvodů. Následně jsou ke kontaktům přivařeny miniaturní zlaté nebo měděné drátky, které jsou vyvedeny na vývody (nožičky) integrovaného obvodu. Na výstřižek z plechu je přilepena křemíková destička s obvodem, je provedeno nakontaktování a celý obvod je poté zalit do plastového pouzdra. Některé složitější součástky (například výkonné mikroprocesory) mají pouzdra ze speciální keramické hmoty často kombinované s kovovými destičkami kvůli odvodu tepla ze součástky. CCD čipy používané ve fotoaparátech a kamerách mají části pouzder skleněné, takže je vidět na vlastní křemíkovou destičku. Integrovaný obvod pouze zakápnutý pryskyřicí v digitálních hodinkách.

5 Intel Atom Z3000

6 CCD čip

7 Hybridní integrované obvody Hybridní integrované obvody Hybridní integrované obvody se zpravidla skládají z tenké keramické destičky, na kterou jsou metodou sítotisku naneseny vodivé spoje, rezistory a přilepeny křemíkové destičky s diskrétními polovodičovými součástkami nebo jednoduššími monolitickými integrovanými obvody. Případně mohou být na tutéž destičku přilepeny i další součástky jako například kondenzátory nebo cívky. Hodnoty odporu rezistorů lze na destičkách hybridních obvodů případně pomocí laseru velmi přesně doladit. Poté se provede kontaktování polovodičových součástek běžným způsobem a obvod je uzavřen do kovového nebo plastového pouzdra.

8 Hybridní integrovaný obvod

9 Pouzdra integrovaných obvodů Pouzdra integrovaných obvodů THT součástky - součástky s vývody, jež se osadí do otvorů v plošném spoji a zapájí. SMD součástky - součástky, které nepotřebují otvory v plošném spoji.

10 Použitá literatura