Что такое интегральная микросхема. Какие бывают виды ИМС. Как устроены пленочные и гибридные интегральные микросхемы. Где применяются ИМС в современной электронике.
Что такое интегральная микросхема (ИМС)
Интегральная микросхема (ИМС) — это микроэлектронное устройство, элементы которого нераздельно выполнены и электрически соединены между собой на поверхности или в объеме полупроводникового кристалла. Основными элементами ИМС являются транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы.
Главные преимущества ИМС:
- Миниатюрные размеры
- Высокая надежность
- Низкое энергопотребление
- Невысокая стоимость при массовом производстве
Благодаря этим качествам интегральные микросхемы стали основой современной электроники и вычислительной техники.
Основные виды интегральных микросхем
По технологии изготовления выделяют следующие основные виды ИМС:
1. Полупроводниковые ИМС
Все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме и на поверхности полупроводниковой пластины (обычно кремния). Это самый распространенный тип ИМС.
2. Пленочные ИМС
Элементы и соединения выполнены в виде пленок, нанесенных на поверхность диэлектрической подложки. Различают тонкопленочные (толщина пленок до 1 мкм) и толстопленочные (более 1 мкм) ИМС.
3. Гибридные ИМС
Содержат как пленочные элементы на подложке, так и навесные бескорпусные компоненты (транзисторы, диоды, микросхемы).
Устройство пленочных интегральных микросхем
Рассмотрим подробнее конструкцию пленочных ИМС:
- Основой служит диэлектрическая подложка из стекла, керамики или иного изоляционного материала.
- На подложку методом напыления или трафаретной печати наносятся пленочные элементы — резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, проводники.
- Резисторы выполняются из тонких пленок резистивных материалов (нихром, тантал).
- Конденсаторы имеют структуру металл-диэлектрик-металл.
- Катушки индуктивности выполняются в виде плоских спиралей.
- Проводники и контактные площадки формируются из пленок алюминия, золота, меди.
Активные элементы (транзисторы, диоды) обычно устанавливаются на подложку в виде отдельных бескорпусных компонентов.
Особенности гибридных интегральных микросхем
Гибридные ИМС сочетают преимущества пленочной и полупроводниковой технологий:
- Пассивные компоненты (резисторы, конденсаторы) выполняются по пленочной технологии
- Активные элементы (транзисторы, диоды, микросхемы) устанавливаются в виде бескорпусных полупроводниковых кристаллов
- Соединения выполняются тонкопленочной металлизацией
- Возможно применение многослойной структуры для повышения плотности монтажа
Это позволяет создавать сложные функциональные узлы в компактном исполнении.
Применение интегральных микросхем
Интегральные микросхемы нашли широчайшее применение в современной электронике:
- Вычислительная техника (процессоры, память, логика)
- Телекоммуникационное оборудование
- Бытовая электроника (телевизоры, аудиотехника)
- Автомобильная электроника
- Промышленная автоматика
- Измерительные приборы
- Военная и космическая техника
Развитие технологий производства ИМС позволяет постоянно увеличивать степень интеграции, снижать энергопотребление и стоимость электронных устройств.
Топология интегральных микросхем
Топология интегральной микросхемы — это зафиксированное на материальном носителе пространственно-геометрическое расположение элементов ИМС и связей между ними. Топология является результатом творческой деятельности разработчика и охраняется законом как объект интеллектуальной собственности.
Основные этапы разработки топологии ИМС:
- Разработка принципиальной электрической схемы
- Выбор элементной базы и расчет параметров компонентов
- Разработка топологического чертежа (layout) с размещением элементов
- Трассировка межсоединений
- Проверка соответствия топологии электрической схеме
- Подготовка файлов для производства фотошаблонов
Современные САПР позволяют в значительной степени автоматизировать процесс проектирования топологии ИМС.
Технология производства интегральных микросхем
Производство интегральных микросхем — сложный многостадийный процесс. Основные этапы включают:
- Изготовление полупроводниковых пластин
- Формирование структур транзисторов и других элементов
- Нанесение и травление слоев металлизации
- Формирование межслойных соединений
- Пассивация поверхности
- Разделение пластины на отдельные кристаллы
- Монтаж кристаллов в корпус
- Герметизация корпуса
- Контроль и испытания
Производство современных ИМС требует применения сложного прецизионного оборудования и «чистых комнат» с контролируемой средой.
Тенденции развития интегральных микросхем
Основные направления совершенствования ИМС:
- Уменьшение размеров элементов (currently до 5 нм)
- Увеличение плотности размещения компонентов
- Снижение энергопотребления
- Повышение быстродействия
- Применение новых материалов (графен, углеродные нанотрубки)
- Развитие 3D-интеграции
- Создание нейроморфных и квантовых вычислительных структур
Развитие технологий ИМС обеспечивает постоянный рост производительности электронных устройств и открывает новые возможности их применения.
Пленочные имс.
Пленочная интегральная микросхема — это ИМС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в виде пленок, нанесенных на поверхность диэлектрического материала.
Пленочные интегральные микросхемы состоят из изоляционной подложки, на которую наносят тонкопленочные резисторы, конденсаторы, индуктивности, токопроводящие перемычки и контактные площадки.
В пленочных интегральных микросхемах все элементы и межсоединения выполняют в виде пленок, нанесенных на поверхность диэлектрического материала — стекла, керамики или полиамидного вещества. Для уменьшения отвода тепла от элементов мощных микросхем используют керамику с высокой теплопроводностью или анодированный алюминий. В последнем случае изоляцией служит тонкая пленка окисла
В
пленочной ИМС все элементы и
межэлементные соединения выполнены
только в виде пленок. К вариантами
пленочных ИМС относятся тонко- и
толстопленочные ИМС .
К тонкопленочным
условно относятся ИМС с толщиной пленок
до 1 мкм, а к толстопленочным свыше 1
мкм.
В толстопленочных ИС в качестве
диэлектрика применяют специальные
пасты.
Пленочные катушки индуктивности выполняют в виде круглой или квадратной спирали из проводящего материала.
Площадь, занимаемая спиралью, составляет 1 см2, значение индуктивности не превышает 10 мкГн. В тех случаях, когда требуется применение катушек индуктивности с большей индуктивностью, используют миниатюрные кольцевые катушки индуктивности с ферритовыми сердечниками. Во многих случаях вместо катушек индуктивности применяют специальные транзисторные схемы на основе гираторов, эквивалентные индуктивностям.
В
качестве навесных активных компонентов
в ГИС применяют бескорпусные диоды,
транзисторы и полупроводниковые ИС,
которые по способу их установки в
микросхему подразделяются на две группы:
приборы с гибкими выводами и приборы с
жесткими выводами. Компоненты с гибкими
выводами имеют выводы из золотой
проволоки диаметром 2,5 мкм и длиной
0,6.
В состав гибридной ИМС, кроме элементов, неразрывно связанных с поверхностью подложки, входят простые и сложные компоненты (например, кристаллы полупроводниковых ИМС). Гибридные ИМС изготавливаются по тонко- или толстостеночной технологии с применением бескорпусныхполупроподниковых приборов и керамических конденсаторов.
Основу
гибридной ИМС составляет пленочная
схема: пластина диэлектрика, на поверхности
которого нанесены в виде пленок толщиной
порядка 1 мкм компоненты схемы и
межсоединения.
5
Ом.
Рисунок 3. Компоненты пленочных ИМС: а — резистор: б — конденсатор; в — индуктивность
Конденсатор состоит из трех пленочных слоев: металл — диэлектрик — металл.
Бескорпусные полупроводниковые приборы, конденсаторы больших номиналов и магнитные элементы в гибридных ИМС выполняются навесными: эти элементы приклеиваются в определенных местах к плате, осуществляется их контактирование с элементами пленочной схемы, затем плата с пленочной схемой и навесными элементами помещается в герметизированный корпус, имеющий определенное количество выводов.
Гибридные
интегральные схемы (ГИС) подразделяются
на толстопленочные и тонкопленочные.
Конструктивной основой толстопленочных
ИС является керамическая подложка, на
которую через сетку-трафарет последовательно
наносят проводящие, резистивные и
диэлектрические пасты с последующим
вжиганием, создавая таким способом
пленочные резисторы, конденсаторы и
проводники.
Толщина наносимых пленок,
образующих элементы ИС, составляет от
единиц до десятков микрометров. Основой
тонкопленочных ИС является подложка
из ситалла или фотоситалла, на которую
напыляют пленки толщиной порядка десятых
долей микрометра. Навесные активные
компоненты ИС крепятся на подложке
после создания пленок и соединяются с
ними через контактные площадки. Для
защиты от внешних воздействий и создания
выводов подложку с созданными на ее
поверхности элементами и компонентами
помещают в корпус. Пленочный резистор
состоит из резистивной пленки 1 и
контактных площадок 2 (рис. 4). Высокоомные
резисторы имеют форму меандра (рис. 5).
Рисунок 4
Рисунок 5
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК ОПЛАТА ПОШЛИНЫ ПОДАЧА ЗАЯВКИ Государственная регистрация топологии интегральной микросхемы Регистрация сделок, предусматривающих использование единых технологий гражданского назначения на территориях иностранных государств Внесение изменений в государственные реестры Распоряжение исключительным правом по договору Переход исключительного права без договора СОСТОЯНИЕ ДЕЛОПРОИЗВОДСТВА РАЗРЕШЕНИЕ СПОРОВ
Новости 22 Февраля 2023
Роспатент: в январе зафиксирован существенный рост количества заявок от россиян на регистрацию технических решений 14 Февраля 2023
ТАСС: Число заявок на регистрацию программ для ЭВМ в России в 2022 году выросло более чем на 20% 14 Февраля 2023
Смотрим. 13 Декабря 2022
Роботизированный интеллектуальный технологичный ассистент Атом.РИТА 18 Ноября 2022
Эксперты ФИПС приняли участие в вебинаре для ИТ-компаний 10 Августа 2022
Коммерсантъ: Чипам выписали Роспатент. Число заявок на регистрацию разработок в России выросло 10 Августа 2022
Количество заявок на регистрацию программного обеспечения выросло на 17% 02 Августа 2022
АБН: Компания «Северсталь» запатентовала программное обеспечение для управления процессами техобслуживания 29 Июля 2022
Программа автоматизированной загрузки информации в реестр НАРК зарегистрирована Роспатентом Страницы: 1 2 3 4 5 Все Архив | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
png»>
При этом интегральной микросхемой является микроэлектронное изделие окончательной или промежуточной формы, которое предназначено для выполнения функций электронной схемы, элементы и связи которого нераздельно сформированы в объеме и (или) на поверхности материала, на основе которого изготовлено такое изделие (статья 1448 ГК РФ).
Официальные бюллетени Роспатента «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем»
3. Государственная пошлина
ru: Российские разработчики стали патентовать больше компьютерных программЧто такое интегрированная система управления?
Интегрированная система управления (IMS) объединяет все аспекты систем, процессов и стандартов организации в одну интеллектуальную систему.
Это слияние позволяет бизнесу упростить управление, сэкономить время и повысить эффективность за счет решения всех элементов системы управления в целом.Успешная IMS избавляет от ненужных хлопот и работы нескольких систем управления. Например, вместо проведения аудитов по каждому Стандарту вам нужно будет провести только один. IMS позволяет комбинировать эти процессы таким образом, чтобы они одновременно покрывали все требования стандарта.
Благодаря структуре высокого уровня Annex SL интеграция теперь не вызывает затруднений. Стандарты, основанные на приложении SL, имеют схожую структуру из 10 пунктов, что значительно упрощает выявление сходства и общих процессов каждого стандарта.
Каковы преимущества IMS?
Производительность
Оптимизированные процедуры и постоянное совершенствование могут помочь вашему бизнесу повысить качество, улучшить здоровье и безопасность, а также повысить производительность.
Скорость и экономичность
Интегрированное управление с общими задачами и процессами позволяет сократить затраты и время, необходимые для внедрения и обслуживания вашей системы.
Проведя всего один аудит и один обзор со стороны руководства, вы сэкономите время и деньги, а старшие сотрудники смогут заняться другими важными задачами.
Единообразие
Интеграция ваших систем избавляет от сложности. Благодаря согласованным системам и общим процессам вы можете сделать свои процедуры более логичными и последовательными. Это выделит общие бизнес-цели и даст вашему бизнесу более четкие и определенные цели для достижения успеха.
Какие варианты IMS предлагает QMS?
Здесь, в QMS, мы предлагаем три продукта IMS, в которых используются следующие комбинации стандартов:
ISO 9001 и ISO 14001
Эта IMS сочетает в себе систему управления качеством и систему управления окружающей средой. В дополнение к строгой ориентации на клиента и внедрению эффективных методов ведения бизнеса для обеспечения согласованности и качества, роль лидеров и необходимость мониторинга и оценки требуются обоими.
ISO 9001 и ISO 45001
Эта IMS объединяет Систему управления качеством с Системой управления охраной труда и промышленной безопасностью.
Чтобы добиться и того, и другого, вы должны показать, как вы намерены совершенствоваться, внедрить операции по измерению и улучшению вашей системы управления, а также контролировать и оценивать свои методы ведения бизнеса.
ISO 9001, ISO 14001 и ISO 45001
Для создания полностью упорядоченной системы, отвечающей всем вашим основным требованиям управления ISO, вы можете объединить Систему управления качеством, Систему экологического менеджмента и Систему управления охраной труда и промышленной безопасностью.
Все эти комбинации хорошо работают вместе благодаря общей структуре Annex SL, а это означает, что они имеют много общего, что упрощает управление ими. Простой язык также упрощает их реализацию и гарантирует, что члены вашей команды знают, что делать.
Это дает вам больше возможностей сосредоточиться на постоянном совершенствовании целого ряда важнейших областей без ненужной траты времени и ресурсов.
Цифровые интегрированные системы управления
Управление несколькими ISO в одной интегрированной системе стало еще проще благодаря нашей цифровой платформе QMS Connect.
Эта универсальная цифровая система объединяет все ваши документы, обзоры, аудиты и записи в одном доступном месте, в которое можно войти в удобное время и в любом месте.
Система QMS Connect, основанная на процессах, позволяет вам и вашей команде легко связать процессы, политики и процедуры с соответствующим стандартом. Управление становится еще проще благодаря встроенным средствам контроля версий и автоматизированным функциям управления задачами, которые обеспечивают использование нужных документов и четкое определение ответственности владельцев.
Наша цифровая платформа также оснащена руководствами, видеороликами и системой продажи билетов службы поддержки, чтобы обеспечить вам полную поддержку в любое время. Если мы отметим область для улучшения (несоответствие), мы выделим ее и соответствующий стандарт, чтобы вы могли связаться с нужными группами для внесения необходимых изменений. Это может ускорить процесс и помочь вам быстрее пройти сертификацию.
Поговорите с нами об интегрированной системе управления
Если вы хотите узнать больше о предлагаемых нами вариантах IMS, просмотрите страницу с обзором нашей продукции или свяжитесь с нами.
Вы можете написать нам по телефону [email protected] или позвонить по номеру 9.0057 0333 344 3646 .
Статья обновлена 07.07.2020
Что такое мультимедийная IP-подсистема (IMS)?
Мультимедийная подсистема IP (IMS) представляет собой эталонную архитектуру, определенную Проектом партнерства поколений 3 rd (3GPP) для предоставления коммуникационных услуг, основанных на Интернет-протоколе (IP). Наряду с предоставлением основы для перехода от классической телефонии с коммутацией каналов (CS) к телефонии с коммутацией пакетов (PS), IMS хвалят за ее открытость и четко определенную иерархическую структуру.
Впервые задуманные в 2000 году как «опция сети All-IP», первоначальные стандарты IMS были ратифицированы членами 3GPP в марте 2002 года в соответствии с техническими спецификациями TS 2x.228 и с тех пор постоянно развиваются. Стандарты подсистемы IP-мультимедиа подробно описывают основные сетевые функции, необходимые для предоставления услуг мультимедийной связи, идентифицируя отдельные элементы, ответственные за предоставление каждой функции, и документируя четко определенный набор эталонных интерфейсов для каждого компонента.
Эта горизонтально интегрированная методология находится в прямом противоречии с вертикально интегрированным подходом (известным как дымоход), при котором один поставщик — или даже один продукт, в случае коммутатора класса 4/5 — отвечал за предоставление всей услуги телефонии. инфраструктура. IMS позволяет операторам предотвращать привязку к поставщику и выбирать «лучшие в своем классе» компоненты для каждой операционной функции, при этом гарантируя их функциональную совместимость и взаимодействие.
Используя иерархический подход к архитектуре, сильно декомпозированные сетевые функции, определенные в спецификациях IMS, четко разделяют сигнальные и мультимедийные службы. Это закладывает основу для высокоэффективного гранулированного горизонтального масштабирования, в отличие от монолитных схем вертикального масштабирования, используемых в современных инфраструктурах операторов связи. Эталонная модель также включает полностью несвязанные приложения и интерфейсы OSS/BSS.
Базовая эталонная архитектура IMS в соответствии с Технической спецификацией 3GPP TS 23.
228
Основные элементы IMS в первую очередь отвечают за обработку (маршрутизацию) трафика протокола инициации сеанса (SIP) в качестве предпочтительного механизма сигнализации для инфраструктур сетей связи общего пользования. . Протокол Diameter также широко используется в ядре IMS для управления политиками и выставления счетов. H.248/протокол управления медиашлюзом (MEGACO) используется для взаимодействия с коммутацией каналов (CS/TDM), а RTP является транспортным механизмом для медиа на основе IP.
IMS была принята в ETSI как часть учебной программы по телекоммуникациям и конвергентным интернет-услугам и протоколам для расширенной сети (TISPAN), а также другим региональным группам, таким как ATIS в Северной Америке, что обеспечило IMS известность в пространстве фиксированной связи, а также на мобильной арене. В то время как IMS была многообещающей, раннее развертывание было затруднено, а внедрение было затруднено, поскольку стандарты становились все более сложными из-за необходимости поддержки обратной совместимости инфраструктуры, полного паритета устаревших функций, развивающихся технологий доступа и новых требований к мобильности.
