Hybrid integrierter Schaltkreis

Nicht zu verwechseln mit Mischsignale integrierte Schaltung.
An (Orange-Epoxie) eingekapselter Hybridkreis auf a gedruckte Leiterplatte.

A Hybrid integrierter Schaltkreis (HIC), Hybrid -Mikrokreis, Hybridschaltung oder einfach Hybrid ist ein Miniaturisierter elektronische Schaltung Konstruiert aus einzelnen Geräten, wie z. Halbleiter Geräte (z. Transistoren, Dioden oder monolithische ICs) und passive Komponenten (z. Widerstände, Induktoren, Transformer, und Kondensatoren), an ein Substrat gebunden oder gedruckte Leiterplatte (PCB).[1] Eine Leiterplatte mit Komponenten auf a Gedruckte Kabelbrett (PWB) wird nicht als echte Hybridschaltung gemäß der Definition von angesehen MIL-PRF-38534.

Überblick

"Integrierter Schaltkreis"Da der Begriff derzeit verwendet wird Bei einem einzelnen Wafer, der dann in Chips geworfen wird.[2] Einige Hybridschaltungen können insbesondere monolithische ICs enthalten Multi-Chip-Modul (MCM) Hybridschaltungen.

Ein hybriden operativer Verstärker auf einem Keramiksubstrat mit dicken Filmwiderständen mit Laser

Hybridschaltungen könnten in eingekapselt werden EpoxidWie auf dem Foto oder in Militär- und Weltraumanwendungen gezeigt, wurde ein Deckel auf das Paket gelötet. Eine Hybridschaltung dient als Komponente auf einer Leiterplatte genauso wie ein monolithisch Integrierter Schaltkreis; Der Unterschied zwischen den beiden Gerätenarten besteht darin, wie sie konstruiert und hergestellt werden. Der Vorteil von Hybridschaltungen besteht darin, dass Komponenten, die nicht in ein monolithisches IC aufgenommen werden können, verwendet werden können, z. B. Kondensatoren mit großem Wert, Wundkomponenten, Kristallen, Induktoren.[3] In Militär- und Weltraumanwendungen würden zahlreiche integrierte Schaltkreise, Transistoren und Dioden in ihrer Form entweder auf ein Keramik- oder ein Berylliumsubstrat gelegt. Entweder Gold- oder Aluminiumdraht werden von den Pads des IC, des Transistors oder der Diode an das Substrat gebunden.

Dicke Filmtechnologie wird häufig als miteinander verbundenes Medium für hybride integrierte Schaltungen verwendet. Die Verwendung von siebdruckgedruckter dicker Filmverbindung bietet Vorteile der Vielseitigkeit gegenüber dem Dünnfilm, obwohl die Feature -Größen größer und abgelagerte Widerstände in der Toleranz breiter sind. Mehrschichtiger dicker Film ist eine Technik für weitere Verbesserungen der Integration unter Verwendung eines sreenbedingten Isolierdielektrikums, um sicherzustellen, dass Verbindungen zwischen Schichten nur dann hergestellt werden. Ein wesentlicher Vorteil für den Schaltungsdesigner ist die vollständige Freiheit bei der Auswahl des Widerstandswertes in der dicken Filmtechnologie. Planare Widerstände werden ebenfalls sieberhaft gedruckt und im Dicken Film Interconnect Design enthalten. Die Zusammensetzung und die Abmessungen von Widerständen können ausgewählt werden, um die gewünschten Werte bereitzustellen. Der endgültige Widerstandswert wird durch Design bestimmt und kann durch eingestellt werden Lasertrimmen. Sobald die Hybridschaltung vollständig mit Komponenten besiedelt ist, kann die Feinabstimmung vor dem endgültigen Test durch aktives Lasertrimmen erreicht werden.

Eine Hybrid -Leiterplatte auf einem Keramiksubstrat mit dicken Filmkomponenten mit Laser -Dicke

In den 1960er Jahren wurde auch Dünnfilmtechnologie eingesetzt. Ultra Electronics Herstellte Schaltungen mit einem Silica -Glas -Substrat. Ein Film von Tantal wurde durch Sputtering abgelagert, gefolgt von einer Goldschicht durch Verdunstung. Die Goldschicht wurde zuerst nach der Anwendung eines Photoresists zur Bildung von Lotkompatiblen geätzt. Es wurden Widerstandsnetzwerke gebildet, ebenfalls von einem Photoresist- und Ätzprozess. Diese wurden durch selektive Adonisierung des Films auf eine hohe Präzision geschnitten. Kondensatoren und Halbleiter befanden sich in Form von Deckel (Leadless Inverted Devices), die an die Oberfläche gelötet wurden, indem sie das Substrat selektiv von der Unterseite erhitzten. Fertige Schaltungen wurden in einem diallylierten Phthalatharz getoptiert. Mit diesen Techniken wurden mehrere maßgeschneiderte passive Netzwerke vorgenommen, ebenso wie einige Verstärker und andere spezialisierte Schaltungen. Es wird angenommen, dass einige passive Netzwerke in den von Ultra Electronics für Concorde hergestellten Motorsteuereinheiten verwendet wurden.

Einige moderne Hybridkreis -Technologien, wie z. LTCC-Substrat-Hybride ermöglichen die Einbettung von Komponenten in die Schichten eines mehrschichtigen Substrats zusätzlich zu Komponenten, die auf der Oberfläche des Substrats platziert sind. Diese Technologie erzeugt eine Schaltung, die bis zu einem gewissen Grad ist, dreidimensional.

Schritte zur Herstellung solider Logik -Technologie Hybrid -Wafer, die in der verwendet werden IBM System/360 und andere IBM-Computer der Mitte der 1960er Jahre. Der Vorgang beginnt mit einem leeren Keramikwafer mit einem Quadrat von 1/2 Zoll. Schaltkreise werden zuerst festgelegt, gefolgt von Widerstandsmaterial. Die Schaltkreise sind metallisiert und die Widerstände sind auf den gewünschten Wert geschnitten. Dann werden diskrete Transistoren und Dioden hinzugefügt und das Paket eingekapselt. Anzeige im Computer History Museum.

Andere elektronische Hybriden

In den frühen Tagen der Telefone wurden separate Module, die Transformatoren und Widerstände enthielten Hybridspulen; Sie wurden durch Halbleiter ersetzt integrierte Schaltkreise.

In den frühen Tagen von Transistoren der Begriff Hybridschaltung wurde verwendet, um Schaltungen mit beiden Transistoren zu beschreiben und Vakuumröhren; z. B. an Audio-Verstärker Mit Transistoren, die für die Spannungsverstärkung verwendet wurden, gefolgt von einer Vakuumröhrchen -Leistungsstufe, da keine geeigneten Stromtransistoren verfügbar waren. Diese Verwendung und die Geräte sind veraltet, aber Verstärker, die eine Röhrchenvorverstärker -Stufe verwenden, die mit einer Festkörperausgangsstufe gepaart sind Hybridverstärker in Bezug auf dies.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ "Sag mir ... nur was ist eine hybride integrierte Schaltung?".ES -Komponenten.7. September 2017. Abgerufen 1. August 2022.
  2. ^ "Unterschied zwischen monolithischen ICs und hybridischen ICs (integrierte Schaltungen)".Polytechnische Hub.2. März 2017. Abgerufen 1. August 2022.
  3. ^ William Greig, Integrierte Schaltungsverpackung, Baugruppe und Verbindungen, Springer Science & Business Media, 2007, ISBN0387339132, S.62-64

Externe Links