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每个模块都是由什么组成的呢?以占整个系统较大比例的数字电路模块(它专门负责进行逻辑运算,处理的电信号都是离散的0和1)为例。它是由寄存器和组合逻辑电路组成的。所谓寄存器就是一个能够暂时存储逻辑值的电路结构,它需要一个时钟信号来控制逻辑值存储的时间长短。
现实中,我们需要时钟来衡量时间长短,电路中也需要时钟信号来统筹安排。时钟信号是一个周期稳定的矩形波。现实中秒钟动一下是我们的一个基本时间尺度,电路中矩形波震荡一个周期是它们世界的一个时间尺度。电路元件们根据这个时间尺度相应地做出动作,履行义务。
组合逻辑呢,就是由很多“与(AND)、或(OR)、非(NOT)”逻辑门构成的组合。比如两个串联的灯泡,各带一个开关,只有两个开关都打开,灯才会亮,这叫做与逻辑。
一个复杂的功能模块正是由这许许多多的寄存器和组合逻辑组成的。把这一层级叫做寄存器传输级。
电子元器件广泛应用于电子技术领域,涉及到通信、计算机、消费电子、航空航天、医疗保健、工业控制等众多领域。以下是电子元器件的一些常见类型和应用:
1)电容器:用于储存电能和滤波,应用于电源、放大器等电路中。
2) 电阻器:用于电路的电阻控制,应用于各种电路中。
3)电感器:用于储存磁能和滤波,应用于电源、调谐电路等中。
4)二管:用于电路中的整流、限制、开关等,应用于各种电子设备中。
5)三管:用于电子放大、开关等,应用于放大器、电源、数字电路等设备中。
6)集成电路:包括数字集成电路和模拟集成电路,应用于计算机、通信、工业控制、消费电子等领域。
7)晶振:用于电子设备时钟、定时等,应用于计算机、通信、消费电子等领域。
若采用stepper的step-and-expose方式进行光刻,一个die的区域能被包含在直径32mm的圆中,因此能获得的 大的die的尺寸为22×22mm;若采用scanner的step-and-scan方式,透镜能够提供的矩形区域长度可以到26mm(26×8mm)甚至更长,将光缝设置为这个尺寸,使用扫描的方式便可以获得26×Lmm的区域(L为扫描长度)。同样的透镜在stepper下可以实现更大区域的意义在于,当你需要生产尺寸较大的芯片的时候,换一个更大的透镜的费用是昂贵的。
集成电路的制造
首先我们知道,光刻的大致流程是,一个晶圆(wafer)(通常直径为300mm)上涂一层光刻胶,然后光线经过一个已经刻有电路图案(pattern)的掩膜版(maskorreticle)照射到晶圆上,晶圆上的光刻胶部分感光(对应有图案的部分),接着做后续的溶解光刻胶、蚀刻晶圆等处理。然后再涂一层光刻胶,重复上述步骤几十次,以达到所需要求。
简化结构请看下图。掩膜版和晶圆各自安装在一个运动平台上(reticlestageandwaferstage)。光刻时,两者运动到规定的位置,光源打开。光线通过掩膜版后,经过透镜,该透镜能够将电路图案缩小至原来的四分之一,然后投射到晶圆上,使光刻胶部分感光。
BGA球栅阵列封装
BGA封装是从插PGA插针网格阵列改良而来,是一种将某个表面以格状排列的方式覆满引脚的封装法,在运作时即可将电子讯号从集成电路上传导至其所在的印刷电路板。在BGA封装下,在封装底部处引脚是由锡球所取代,这些锡球可以手动或透过自动化机器配置,并透过助焊剂将它们定位。
BGA封装能提供比其他如双列直插封装或四侧引脚扁平封装所容纳更多的接脚,整个装置的地步表面可作为接脚使用,比起周围限定的封装类型还能具有更短的平均导线长度,以具备更加的高速效能。