Hibrit entegre devre - Hybrid integrated circuit

Baskılı devre kartı üzerinde (turuncu-epoksi) kapsüllenmiş hibrit devre .

Bir entegre devre ( HIC ), hibrid mikro devreli , melez devre ya da sadece melez bir minyatür elektronik devre gibi her bir cihaz inşa yarı iletken cihazlar (örneğin transistörler , diyotlar veya monolitik IC'ler ) ve pasif bileşenlerin (örneğin dirençler , indüktörler , transformatörler , ve kapasitörler ), bir alt tabakaya veya baskılı devre kartına (PCB) yapıştırılmıştır . Basılı Kablolama Kartı (PWB) üzerinde bileşenleri olan bir PCB , MIL-PRF-38534 tanımına göre gerçek bir hibrit devre olarak kabul edilmez .

genel bakış

Terimin şu anda kullanıldığı şekliyle " entegre devre ", bir HIC'den önemli ölçüde farklı olan bir monolitik IC'yi ifade eder, çünkü bir HIC, bir alt tabaka üzerinde bir dizi bileşenin birbirine bağlanmasıyla üretilirken, bir IC'nin (monolitik) bileşenleri bir seri halinde üretilir. Adımların tamamı, daha sonra cipsler halinde doğranmış olan tek bir gofret üzerinde. Bazı hibrit devreler, monolitik IC'ler, özellikle Çoklu çip modülü (MCM) hibrit devreleri içerebilir .

Lazerle kesilmiş kalın film dirençleri ile seramik bir alt tabaka üzerinde bir hibrit Operasyonel Amplifikatör

Hibrit devreler , fotoğrafta gösterildiği gibi epoksi içinde kapsüllenebilir veya askeri ve uzay uygulamalarında paket üzerine bir kapak lehimlenmiştir. Bir hibrit devre, bir PCB üzerinde, monolitik bir entegre devre ile aynı şekilde bir bileşen olarak hizmet eder ; iki tür cihaz arasındaki fark, bunların nasıl yapıldığı ve üretildiğidir. Hibrit devrelerin avantajı, monolitik bir IC'ye dahil edilemeyen bileşenlerin, örneğin büyük değerli kapasitörler, sargılı bileşenler, kristaller, indüktörler kullanılabilmesidir. Askeri ve uzay uygulamalarında, çok sayıda entegre devreler, transistörler ve diyotlar, kalıp formlarında seramik veya berilyum substrat üzerine yerleştirilecektir. IC, transistör veya diyotun pedlerinden alt tabakaya altın veya alüminyum tel bağlanacaktır.

Kalın film teknolojisi genellikle hibrit entegre devreler için ara bağlantı ortamı olarak kullanılır. Serigrafi baskılı kalın film ara bağlantısının kullanılması, özellik boyutları daha büyük olabilir ve dirençler tolerans açısından daha geniş olabilir, ancak ince filme göre çok yönlülük avantajları sağlar. Çok katmanlı kalın film, katmanlar arasındaki bağlantıların yalnızca gerektiğinde yapılmasını sağlamak için ekran baskılı bir yalıtım dielektrik kullanılarak entegrasyonda daha fazla iyileştirme için bir tekniktir. Devre tasarımcısı için önemli bir avantaj, kalın film teknolojisinde direnç değeri seçiminde tam özgürlüktür. Düzlemsel dirençler de ekran baskılıdır ve kalın film ara bağlantı tasarımına dahildir. Dirençlerin bileşimi ve boyutları istenilen değerleri sağlayacak şekilde seçilebilir. Nihai direnç değeri tasarım tarafından belirlenir ve lazer kırpma ile ayarlanabilir . Hibrit devre bileşenlerle tamamen doldurulduktan sonra, aktif lazer düzeltme ile son testten önce ince ayar yapılabilir.

Lazerle kesilmiş kalın film bileşenlerine sahip seramik bir alt tabaka üzerinde hibrit bir PCB

1960'larda ince film teknolojisi de kullanıldı. Ultra Electronics, bir silika cam alt tabaka kullanarak devreler üretti. Püskürtme ile bir tantal filmi, ardından buharlaştırma ile bir altın tabakası biriktirildi. Altın tabaka ilk olarak lehim uyumlu bağlantı pedleri oluşturmak için bir fotorezist uygulamasının ardından kazınmıştır. Dirençli ağlar, yine bir fotorezist ve aşındırma işlemi ile oluşturulmuştur. Bunlar, filmin seçici olarak adonizasyonuyla yüksek bir hassasiyetle budandı. Kondansatörler ve yarı iletkenler, alt tabakanın alttan seçici olarak ısıtılmasıyla yüzeye lehimlenmiş LID (Kurşunsuz Ters Cihazlar) formundaydı. Tamamlanan devreler bir dialil ftalat reçinesi içinde saklandı. Bazı amplifikatörler ve diğer özel devreler gibi bu teknikler kullanılarak birkaç özelleştirilmiş pasif ağ yapılmıştır. Ultra Electronics tarafından Concorde için üretilen motor kontrol ünitelerinde bazı pasif ağların kullanıldığına inanılıyor.

LTCC- substrat hibritleri gibi bazı modern hibrit devre teknolojileri, substratın yüzeyine yerleştirilen bileşenlere ek olarak, bileşenlerin çok katmanlı bir substratın katmanları içine gömülmesine izin verir. Bu teknoloji, bir dereceye kadar üç boyutlu bir devre üretir .

1960'ların ortalarındaki IBM System/360 ve diğer IBM bilgisayarlarında kullanılan Solid Logic Technology hibrit yonga levhalarının üretimindeki adımlar . İşlem, 1/2 inç kare boş bir seramik gofret ile başlar. Önce devreler, ardından dirençli malzeme yerleştirilir. Devreler metalize edilir ve dirençler istenen değere budanır. Daha sonra ayrık transistörler ve diyotlar eklenir ve paket kapsüllenir. Bilgisayar Tarihi Müzesi'nde sergileyin.

Diğer elektronik melezler

Telefonların ilk zamanlarında, transformatörler ve dirençler içeren ayrı modüllere hibrit veya hibrit bobinler deniyordu ; bunların yerini yarı iletken entegre devreler almıştır .

Transistörlerin ilk günlerinde hibrit devre terimi hem transistörlü hem de vakum tüplü devreleri tanımlamak için kullanıldı ; örneğin, uygun güç transistörleri mevcut olmadığından, voltaj yükseltme için kullanılan transistörlü bir ses yükseltici ve ardından bir vakum tüplü güç çıkış aşaması. Bu kullanım ve cihazlar eskidir, ancak katı hal çıkış aşaması ile birleştirilmiş bir tüp ön amplifikatör aşaması kullanan amplifikatörler hala üretimdedir ve buna atıfta bulunarak hibrit amplifikatörler olarak adlandırılır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar