任务五集成电路的了解.docx

任务五 集成电路的了解

一、任务描述
使学生了解集成电路
二、教学模块
（一）、知识链接
在半导体基片上制成的整体电路称为集成电路。与分立元件电路相比，集成电路具有体积小、重量轻、功耗低、性能好、可靠性高、成本低等许多优点。
集成电路常称为ICS芯片，如图3-5-1所示。集成电路是将极复杂的电路制作在极小的半导体上，然后将其用塑料封装并引出间距为2.54mm的引脚后，便成为一种功能完善的电子器件。集成电路内部与外界引脚相连的导线极细。
1、集成电路的分类
（1）按制造工艺分类
可分为半导体集成电路、薄膜集成电路和二者组合而成的混合集成电路。其中，发展最快、品种最多、产量最大、应用最广的是半导体集成电路。它又可分为双极型IC和单极型IC。
（2）按功能分类
有模拟集成电路、数字集成电路、接口集成电路、特殊集成电路。
模拟集成电路：包括集成运算放大器、集成稳压电路、集成功率放大器、集成电视音响电路、集成模拟乘法器等；
数字集成电路：包括TTL、HTL、CEL、CMOS集成电路等；
接口集成电路：包括电平转换器、线性驱动器等；
特殊集成电路：包括集成传感器、集成通信电路等。
（3）按集成度分类
有小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。
小规模集成电路（SSI）：指每片的集成度少于100个元件或10个门电路；
中规模集成电路（MSI）：指每片的集成度为100～1000个元件或10～100个门电路；
大规模集成电路（LSI）：指每片的集成度为1000个元件或100个门电路以上；
超大规模集成电路（VLSI）：指每片的集成度为10万个元件或1万个门电路以上。
（4）按封装形式分类
有圆形金属封装、扁平陶瓷封装和双列直插式封装等。常见集成电路封装形式见图3-6-1。

图3-5-1：集成电路封装形式
圆形金属封装形式适用于大功率集成电路；
扁平陶瓷封装形式稳定性好、体积小；
单列、双列直插式封装形式便于焊接、有利于大规模生产。
2、集成电路的型号命名
国产半导体集成电路器件型号一般由五部分组成，见表3-5-1。
3、集成电路的使用
（1）引脚识别
使用集成电路前必须认真查对和识别集成电路的引脚，确认电源、地、输入、输出、控制的引脚号，以免因错接而损坏元器件。
集成电路的引脚排列规律如图3-5-2所示。

图3-5-2：集成电路外引线识别
圆形集成电路：识别时，面向引脚，从定位销顺时针方向，依次为1、2、3、…如上图3-7-2（a）。
扁平和双列直插式集成电路：将文字符号标记正放，由顶部俯视，从左下角起，按逆时针方向，依次为1、2、3、…如上图3-5-2(b)。

图3-5-3：单列直插集成电路
单列直插式集成电路：将文字符号标记正放，从左起向右，依次为1、2、3、…如上图3-5-3。
一
二
三
四
五
国标产品
C
器件类型
用字母和数字表示器件系列品种
工作温度
范围/℃
封装形式
T： TTL电路
H：HTL电路
E：ECL电路
C：CMOS电路
M：存储器
μ：微机型电路
F：线形放大器
W：稳压器
D：音响、电视电路
B：非线形电路
J：接口电路
AD：A/D转换器
DA：D/A转换器
SC：通讯专用电路
SS：敏感电路
SW：钟表电路
SJ：机电仪表电路
SF：复印机电路
与国际保持一致
其中TTL分为
54/74×××
54/74H×××
54/74L×××
54/74S×××
54/74LS×××
54/74ALS×××
54/74F×××
国际通用74系列（民）
国际通用54系列（军）
L、H、S、LS表示低功耗、高速、肖特基、低功耗肖特基
CMOS分为CC4000系列和C000系列
C：0~70
L：-25~70
G：-25~85
E：-40~85
R：-55~85
M：-55~125
W：陶瓷扁平
B：塑料扁平
H：扁平
F：多层陶瓷扁平
D：多层陶瓷双列直插
J：黑瓷封双列直插
P：塑料双列直插
S：塑料单列直插
T：金属圆壳
K：金属菱形
C：陶瓷芯片载体封装
E：塑料芯片载体封装
G：网格针棚陈列封装
…
SOIC小引线封装
PCC塑料芯片载体封装
LCC陶瓷芯片载体封装
表3-5-1：国产半导体集成电路型号命名方法

图3-5-4：芯片插座
（2）芯片座
由于ICS芯片引脚过短，散热效果差，焊接时的高温容易造成芯片的损坏。因此焊接时常使用芯片插座（DIL插座）代替ICS芯片，图3-5-4所示，在焊接时先将插座焊接在电路板上，然后再将芯片安装在插座上。需要注意的是：商业产品中的集成电路芯片，通常直接安装在电路板上，而无需芯片插座，这是由于商业产品的焊接是机器快速完成的。手工焊接时，不要尝试直接焊接芯片，这不仅可能造成芯片的损坏，而且拆焊极其困难且容易造成芯片损坏
（3）取下芯片及防静电
如果需要将芯片从插座中取出，则可用平口螺丝刀将其轻轻撬起。撬动时要分别在芯片两端轻轻用力，并保持芯片水平升起，最后拔出芯片时要两端同时用力、竖直拔出，否则，容易造成引脚折断。
此外，许多ICS芯片对静电极其敏感，人体的静电通常也会造成芯片的损坏。对于静电敏感的芯片要置于防静电袋中，并作好标记，使用时才拿出来。如图3-5-5所示。

图3-5-5：防静电袋
对静电非常敏感的芯片，最好将另一只手接触接地的物体，如铁窗户、水管等。如果，使用一些特别的设备（如防静电手腕等）就更安全可靠。
（4）集成电路的拆卸方法
拆卸集成电路的方法通常有下列几种：
①金属编织带吸锡法；
②吸锡工具（吸锡器）吸锡法；
③医用空心针头法；
④专用烙铁头熔焊法；
⑤焊锡熔化拔出法；
⑥焊锡熔化吹气法；
⑦焊锡熔化扫刷法；
⑧添加焊锡熔化法。
（二）、任务实施
1、准备工作
器件准备
集成电路
2、具体过程
（1）举例示范讲解集成电路引脚识别方法。
（2）集成电路引脚识别练习。
（三）、探究与习题
集成电路引脚识别
（四）、自我反思
根据各自任务的完成情况，结合问题与探究，总结自己在任务完成过程中的得与失，并就出现的问题提出解决的方法，撰写学习报告。

遇到的问题
解决的办法（如未解决则准备如何处理）
已解决

未解决

（五）、教学评价
项 目
配分
评 分 标 准
扣 分
1
集成电路的识读和检测
100
共5个集成电路，读错一个扣20分

安 全 文 明 生 产
违反安全文明生产规程扣5～30分

定额时间
2课时
每超过10分钟依次扣5分

开始时间

结束时间

实际时间

成 绩

注：每项最高扣分不超过该项的配分