circuitos integrados - docente.ifsc.edu.br · vantagens dos circuitos integrados redução do peso...

Prof. Jeferson Fraytag

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA

TÉCNICO EM MECATRÔNICA

DISCIPLINA: ELETRÔNICA INDUSTRIAL

CIRCUITOS INTEGRADOS(Unidade 3)


1

Prof. Jeferson Fraytag2

INTEGRADO vs DISCRETO(Características, vantagens, limitações e aplicações)


Componentes discretos são dispositivos encapsulados isoladamente;

Circuitos Integrados

Integrados x Discretos

Este tipo de componente, do ponto de vista funcional, são maiores do queprecisam ser.

(parte funcional)

Discretos:


Componentes funcionais;


Integrados x Discretos

Integrados:

Constituídos por um conjunto de transístores, díodos, resistências econdensadores, fabricados num mesmo processo (integração);

Elementos em uma única pastilha de silício, comumente chamada de “Chip”.

Chip

Terminais do CI

Fios finíssimos

de ligação do chip

aos terminais do CI

Circuito integrado (CI)

visto por dentro e por cima.Chip

Terminais do CI

Fios finíssimos

de ligação do chip

aos terminais do CI

Circuito integrado (CI)

visto por dentro e por cima.

“A maior parte do tamanho físico do circuito integrado deve-se ao encapsulamento e às ligações do chip aos terminais externos.”


Aumento da confiabilidade;


Vantagens dos Circuitos Integrados

Redução do peso e tamanho do elemento;

Menor consumo de energia;

Redução dos erros de montagem;

Simplificação dos circuitos e do processo de produção.


Limitações nas tensões de alimentação.


Quais as Limitações dos Circuitos Integrados?

Baixas potências de dissipação;


PROCESSO DE FABRICAÇÃO(Etapas do processo)



Processo de Fabricação

Processo de fabricação baseado em um conjunto de etapas:

→ Oxidação térmica;

→ Fotogravação;

→ Implantação iônica;

→ Recozimento;

→ Passivação e corte;

→ Soldagem dos terminais.



Processo de Fabricação – Oxidação Térmica

Obtenção do óxido de silício (SiO2) sobre o wafer de silício já dopado (Tipo P);

Silício - P Silício - P

Óxido de Silício

A espessura da camada de SiO2 depende do tempo e da temperatura usada nareação.

Esta etapa é usada para promover uma proteção no wafer de silício!!

Temperaturas > 900 °C



Processo de Fabricação – Fotogravação

Retirada do SiO2 em determinadas regiões do wafer;

Utilização de uma fotomáscara (uma espécie de molde).

Aplicação de um fotoresiste (material resistente a exposição a luz UV) sobre o wafer;

Silício - P

Óxido de Silício

Fotoresiste

Fotomáscara

Luz UV

Fotogravação

Esta etapa é usada para definir as regiões onde o wafer de silício

será dopado!!

→ Após a fotogravação, o fotoresiste remanescente é removido!!

Silício - P



Processo de Fabricação – Implantação Iônica

Introduzir impurezas na rede cristalina do wafer de silício;

Surgimento das regiões do Tipo N;

O processo de implantação iônica provoca danos na rede cristalina do silício

Silício – P

Tipo N

O tamanho da camada N está relacionada ao tempo e a intensidade do feixe de íons.

Processo de Difusão, onde são “bombardeados” feixes de íons dopantes no silício!



Processo de Fabricação – Recozimento

Aquecimento rápido do substrato de silício;

Reorganização das ligações covalentes entre os átomos de silício e os dopantes.

O processo de Recozimento é também conhecido pela sigla RTA (Rapid Thermal Annealing)



Processo de Fabricação – Deposição de Metal

Ligação elétrica entre os dispositivos formados no mesmo wafer de silício;

Deposição de uma fina camada de Alumínio (Al) ou Cobre (Cu).

Atualmente, os processos convencionais usam três níveis

de deposição de metal.



Processo de Fabricação – Passivação e Corte

Na passivação, uma camada isolante protetora recobre todo o dispositivo, excetoos Pads de soldagem;

Os vários circuitos integrados contidos no wafer desilício são testados e posteriormente cortados.



Processo de Fabricação – Soldagem dos Terminais

Os terminais do encapsulamento devem ser ligados aos Pads do circuito;

São utilizados fios (30µm) de alumínio ou ouro;

Processo de soldagem de compressão térmica.



Exemplo de Processo de Fabricação - Transistor

Etapas adotadas para a confecção de um transistor NPN;

Transistor NPN:



Lembra das PORTAS LÓGICAS?

Internamente, cada porta lógica é implementa a partir da associação detransistores, diodos e elementos passivos (resistores, capacitores).

Porta LógicaAND


Até a Próxima Aula!!

18

circuitos integrados - docente.ifsc.edu.br · vantagens dos circuitos integrados redução do peso...

Documents