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集成電路板是誰發明的,是怎樣工作的?

1947年12月23日第壹塊晶體管在貝爾實驗室誕生,從此人類步入了飛速發展的電子時代。但是對於從小就對電子技術感興趣的基爾比來說可不見得是件好的事情:晶體管的發明宣布了基爾比在大學裏選修的電子管技術課程全部作廢。但是這並沒有消減這個年輕人對電子技術的熱情,反而更加堅定了他的道路。

也許這就是天意,在晶體管發明十年後的1958年,34歲的基爾比加入德州儀器公司。說起當初為何選擇德州儀器,基爾比輕描淡寫道:“因為它是惟壹允許我差不多把全部時間用於研究電子器件微型化的公司,給我提供了大量的時間和不錯的實驗條件。”也正是德州儀器這壹溫室,孕育了基爾比無與倫比的成就。

雖然那個時代的工程師們因為晶體管發明而備受鼓舞,開始嘗試設計高速計算機,但是問題還沒有完全解決:由晶體管組裝的電子設備還是太笨重了,工程師們設計的電路需要幾英裏長的線路還有上百萬個的焊點組成,建造它的難度可想而知。至於個人擁有計算機,更是壹個遙不可及的夢想。針對這壹情況,基爾比提出了壹個大膽的設想: “能不能將電阻、電容、晶體管等電子元器件都安置在壹個半導體單片上?”這樣整個電路的體積將會大大縮小,於是這個新來的工程師開始嘗試壹個叫做相位轉換振蕩器的簡易集成電路。

1958年9月12日,基爾比研制出世界上第壹塊集成電路,成功地實現了把電子器件集成在壹塊半導體材料上的構想,並通過了德州儀器公司高層管理人員的檢查。請記住這壹天,集成電路取代了晶體管,為開發電子產品的各種功能鋪平了道路,並且大幅度降低了成本,使微處理器的出現成為了可能,開創了電子技術歷史的新紀元,讓我們現在習以為常壹切電子產品的出現成為可能。

偉大的發明與人物總會被歷史驗證與牢記,2000年基爾比因為發明集成電路而獲得當年的諾貝爾物理學獎。這份殊榮,經過四十二年的檢驗顯得愈發珍貴,更是整個人類對基爾比偉大發明的充分認可。諾貝爾獎評審委員會的評價很簡單:“為現代信息技術奠定了基礎”。

“我認為,有幾個人的工作改變了整個世界,以及我們的生活方式——亨利·福特、托馬斯·愛迪生、萊特兄弟,還有傑克·基爾比。如果說有壹項發明不僅革新了我們的工業,並且改變了我們生活的世界,那就是傑克發明的集成電路。”或許德州儀器公司董事會主席湯姆·恩吉布斯的評價是對基爾比貢獻最簡潔有力的註解,現在基爾比的照片和愛迪生的照片壹起懸掛在國家發明家榮譽廳內。

羅伯特?6?1諾伊斯,是壹位科學界和商業界的奇才。他在基爾比的基礎上發明了可商業生產的集成電路,使半導體產業由“發明時代”進入了“商用時代”。同時,還***同創辦了兩家矽谷最偉大的公司:壹個是曾經有半導體行業“黃埔軍校”之稱的-仙童(Fairchild)公司,壹個是當今世界上最大設計和生產半導體的科技巨擎英特爾公司。

生活在美國大蕭條時代的羅伯特?6?1諾伊斯向來奉行“自己動手”,12歲的時候,他與二哥自造了壹架懸掛式滑翔機。13歲的時候,他們用家裏洗衣機淘汰的舊汽油發動機造出了壹輛汽車。甚至還同朋友壹起造出了壹臺粗糙的無線電收發兩用機,互相發信息。當然諾伊斯這壹生最大的發明,還屬可商業生產的集成電路。

1959年7月,諾伊斯研究出壹種二氧化矽的擴散技術和PN結的隔離技術,並創造性地在氧化膜上制作出鋁條連線,使元件和導線合成壹體,從而為半導體集成電路的平面制作工藝、為工業大批量生產奠定了堅實的基礎。與基爾比在鍺晶片上研制集成電路不同,諾伊斯把眼光直接盯住矽-地球上含量最豐富之壹的元素,商業化價值更大,成本更低。自此大量的半導體器件被制造並商用,風險投資開始出現,半導體初創公司湧現,更多功能更強、結構更復雜的集成電路被發明,半導體產業由“發明時代”進入了“商用時代”。

當然在這個“商用時代”還誕生了諾伊斯最大的成就:1968年諾伊斯離開了曾經有半導體行業“黃埔軍校”之稱的-仙童(Fairchild)公司(孕育出包括英特爾、AMD、美國國家半導體等當今半導體行業著名公司)與戈登-摩爾、安迪-格羅夫同創建了英特爾(Intel)。1929年1月3日,戈登·摩爾出生在距離舊金山南部的壹個小鎮,1954年獲物理化學博士學位,1956年同諾伊斯壹起創辦了傳奇般的仙童(Fairchild)公司,主要負責技術研發。1968年在諾伊斯辭職後,戈登·摩爾跟隨而去壹起創辦了Intel, 1975年成為公司總裁兼CEO。

1965年,有壹天摩爾離開矽晶體車間坐下來,拿了壹把尺子和壹張紙,畫了個草圖。縱軸代表不斷發展的芯片,橫軸為時間,結果是很有規律的幾何增長。這壹發現發表在當年第35期《電子》雜誌上。這篇不經意之作也是迄今為止半導體歷史上最具意義的論文。摩爾指出:微處理器芯片的電路密度,以及它潛在的計算能力,每隔壹年翻番。這也就是後來聞名於IT界的“摩爾定律”的雛形。為了使這個描述更精確,1975年,摩爾做了壹些修正,將翻番的時間從壹年調整為兩年。實際上,後來更準確的時間是兩者的平均:18個月。"摩爾定律"不是壹條簡明的自然科學定律,尊它為發展方針的英特爾公司,更是取得了巨大的商業成功,而微處理器也成了摩爾定律的最佳體現,也帶著摩爾本人的名望和財富每隔18個月翻壹番。

當時,集成電路問世才6年。摩爾的實驗室也只能將50只晶體管和電阻集成在壹個芯片上。摩爾當時的預測聽起來好像是科幻小說;此後也不斷有技術專家認為芯片集成“已經到頂”。但事實證明,摩爾的預言是準確的,遵循著摩爾定律目前最先進的集成電路已含有超過17億個晶體管。

摩爾定律的偉大不僅僅是促成了英特爾巨大的商業成功,半導體行業的工程師們遵循著這壹定律,不僅每18個月將晶體管的數量翻壹翻,更是意味著同樣性能的芯片每18個月體積就可以縮小壹半,成本減少壹半。也可以說是因為摩爾定律讓我們生活中的電子產品性能越來越強大,體積越來越輕薄小巧,價格越來越低廉。

1900年已經退休的摩爾從美國前總統布什的手中接過了美國技術獎。今天,他的名字就像他提出的“摩爾定律”壹樣,響徹在半導體行業每個人的心中。摩爾定律就像壹股不可抗拒的自然力量,統治了矽谷乃至全球計算機業整整三十多年。[3]

集成電路的封裝方式介紹

由於電視、音響、錄像集成電路的用途,使用環境,生產歷史等原因,使其不但在型號規格上繁雜,而且封裝形式也多樣。

常見的封裝材料有:塑料。陶瓷。玻璃。金屬等,現在基本采用塑料封裝。

按封裝形式分:普通雙列直插式,普通單列直插式,小型雙列扁平,小型四列扁平,圓形金屬,體積較大的厚膜電路等。

按封裝體積大小排列分:最大為厚膜電路,其次分別為雙列直插式,單列直插式,金屬封裝。雙列扁平。四列扁平為最校

兩引腳之間的間距分:普通標準型塑料封裝,雙列。單列直插式壹般多為2.54±0.25mm,其次有2mm(多見於單列直插式).1.778±0.25mm(多見於縮型雙列直插式).1.5±0.25mm,或1.27±0.25mm(多見於單列附散熱片或單列V型).1.27±0.25mm(多見於雙列扁平封裝).1±0.15mm(多見於雙列或四列扁平封裝).0.8±0.05~0.15mm(多見於四列扁平封裝).0.65±0.03mm(多見於四列扁平封裝)。

雙列直插式兩列引腳之間的寬度分:壹般有7.4~7.62mm.10.16mm.12.7mm.15.24mm等數種。

雙列扁平封裝兩列之間的寬度分(包括引線長度:壹般有6~6.5±mm.7.6mm.10.5~10.65mm等。

四列扁平封裝40引腳以上的長×寬壹般有:10×10mm(不計引線長度).13.6×13.6±0.4mm(包括引線長度).20.6×20.6±0.4mm(包括引線長度).8.45×8.45±0.5mm(不計引線長度).14×14±0.15mm(不計引線長度)等。

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