Jag har några frågor som jag hoppas någon kan förklara utförligt:
1) Hur länge håller kretsar? Är det möjligt för kretsar (eller rentav ett styrkort med flera kretsar och passiva/aktiva komponenter) att hålla 30-50 år!!! och hur gör man för att kretsar och kretskort ska hålla längre.
2) Hur görs kretsar? Från början till slut. Jag antar att dom använder någon form av program där man ritar upp kretsen på något sätt sedan skickar man in det i någon maskin som bränner fast dom olika halvledarna på plats.
Vore tacksam för utförliga svar då detta är något jag har undrat över ett bra tag.
Generella frågor gällande kretsar
Vadå för kretsar! Lite mer info, tack!-
MicaelKarlsson
- Inlägg: 4669
- Blev medlem: 18 juni 2004, 09:16:07
- Ort: Aneby
- Kontakt:
Svar fråga 1.
Det beror helt och hållet på vilka kretsar du tänker på men som regel så är livslängden beroende av hur hårt kretsen belastas, vid vilken temperatur den vistas och hur mycket den varierar. Omgivningen i form av kemikalier och liknande kan påverka (gissning från min sida).
Detta är bara en liten rispa på ytan till svar på fråga 1.
Fråga 2 är om möjligt ännu mer omfattande och komplex så den lämnar jag till andra som kan det bättre.
Skriv gärna vilken sorts kretsar du är ute efter så är det enklare att ge ett bra/bättre svar!
Det beror helt och hållet på vilka kretsar du tänker på men som regel så är livslängden beroende av hur hårt kretsen belastas, vid vilken temperatur den vistas och hur mycket den varierar. Omgivningen i form av kemikalier och liknande kan påverka (gissning från min sida).
Detta är bara en liten rispa på ytan till svar på fråga 1.
Fråga 2 är om möjligt ännu mer omfattande och komplex så den lämnar jag till andra som kan det bättre.
Skriv gärna vilken sorts kretsar du är ute efter så är det enklare att ge ett bra/bättre svar!
1) Hanterar man grejerna med varsamhet kan det hålla länge. Så har det iallafall vart, men kvalitén på dom nya kretsarna som görs nu kan man ju inte vet hur länge dom håller förrän dom har funnits så pass länge. Jag köpte tex en rör radio av märket Monark på loppis för 50 spänn för ett tag sedan, och idag testade jag en orginal Ford bilstereo från -67 med germaniumtransistorer som funkade finfint. Men förr i tiden tillverkade man rejälare grejer.
2) Kretsarna får man göra en speciell layout till av olika delar precis som när man etsar ett kretskort fast istället så bränner man fast otroligt små kiselbitar optiskt med nån typ av ljus
2) Kretsarna får man göra en speciell layout till av olika delar precis som när man etsar ett kretskort fast istället så bränner man fast otroligt små kiselbitar optiskt med nån typ av ljus
2) Som redan sagt, det är en rätt komplex uppgift att göra en IC-krets så det jag skriver är förenklat. Det är oftast inte något en person gör ensam. Om man läser rätt kurser vid rätt högskola kan det hända att man får göra några "enkla" saker som transistorer eller dioder i deras halvledarlabb.
Om man tänker sig en digital krets i komplexitet som en PIC eller AVR är en inledande del att beskriva funktionaliteten med ett högnivåspråk, t.ex. Verilog eller VHDL. Denna beskrivning används för att verifiering och att sedan transformera (syntetisera) till funktioner som finns tillgängliga i bibliotek som tillverkaren tillhandahåller (t.ex. TSMC www.tsmc.com ). Det kan vara funktioner som t.ex. "AND" "OR" "NAND" "NOR" "XOR" buffrar minnen pll:er eller kombinationer av dessa.
När konstruktionen väl består av bibliotekskomponenter använder man ett CAD-program (oftast kallat layout-program när det gäller IC-kretsar) för att placera det på det tänkta kislet. Som för ett PCB-kort gäller det att man har flera lager, man kan bara placera bibliotekskomponenter och ledningar på det första lagret. På resterande lager kan man bara placera ledningar.
När CAD:en är klar gör man ett mask-set som används i tillverkningen.
Tillverkningen börjar med att man har en wafer (en skiva av en odlad kiselstav) med kemiska verktyg som dopning, diffusion, jon-implantat oxidaton metallisering mm bygger man transistorer, isolatorer, metalledare från grunden utifrån mask-setet. Det är väldigt många processteg då man bara kan göra en sak åt gången. Varje processteg kräver också en enorm nogrannhet av varje moment.
Om du verkligen är intresserad är nog det bästa att läsa någon bok i ämnet. Det är ett stort ämne som sträcker sig från halvledarfysik till datalogi så beroende på vad du vill veta kanske länkarna och böckerna nedan är helt fel.
laborationshandledning
http://www-gu.ftf.lth.se/Courses2000/FFF060/Krets1.pdf
En bra introduktion är "ASIC the book" som även finns tillgänglig på webben. Den saknar lite detaljer på grund av att den greppar så mycket men är rätt lättläst. Den behandlar inte själva tillverkningen så mycket.
http://www-ee.eng.hawaii.edu/~msmith/AS ... nchor11320
En lättillgänglig sida som dock är mer inriktad mot fysik och laser är:
http://britneyspears.ac/lasers.htm
Kapitel 1&2 i "Design and applications of analog integrated circuits" av Sidney Soclof. Kan vara lite tungläst
Kapitel 1-4 i "Digital integrated circuits, a design perspective" av Jan M Rabey.
Om man tänker sig en digital krets i komplexitet som en PIC eller AVR är en inledande del att beskriva funktionaliteten med ett högnivåspråk, t.ex. Verilog eller VHDL. Denna beskrivning används för att verifiering och att sedan transformera (syntetisera) till funktioner som finns tillgängliga i bibliotek som tillverkaren tillhandahåller (t.ex. TSMC www.tsmc.com ). Det kan vara funktioner som t.ex. "AND" "OR" "NAND" "NOR" "XOR" buffrar minnen pll:er eller kombinationer av dessa.
När konstruktionen väl består av bibliotekskomponenter använder man ett CAD-program (oftast kallat layout-program när det gäller IC-kretsar) för att placera det på det tänkta kislet. Som för ett PCB-kort gäller det att man har flera lager, man kan bara placera bibliotekskomponenter och ledningar på det första lagret. På resterande lager kan man bara placera ledningar.
När CAD:en är klar gör man ett mask-set som används i tillverkningen.
Tillverkningen börjar med att man har en wafer (en skiva av en odlad kiselstav) med kemiska verktyg som dopning, diffusion, jon-implantat oxidaton metallisering mm bygger man transistorer, isolatorer, metalledare från grunden utifrån mask-setet. Det är väldigt många processteg då man bara kan göra en sak åt gången. Varje processteg kräver också en enorm nogrannhet av varje moment.
Om du verkligen är intresserad är nog det bästa att läsa någon bok i ämnet. Det är ett stort ämne som sträcker sig från halvledarfysik till datalogi så beroende på vad du vill veta kanske länkarna och böckerna nedan är helt fel.
laborationshandledning
http://www-gu.ftf.lth.se/Courses2000/FFF060/Krets1.pdf
En bra introduktion är "ASIC the book" som även finns tillgänglig på webben. Den saknar lite detaljer på grund av att den greppar så mycket men är rätt lättläst. Den behandlar inte själva tillverkningen så mycket.
http://www-ee.eng.hawaii.edu/~msmith/AS ... nchor11320
En lättillgänglig sida som dock är mer inriktad mot fysik och laser är:
http://britneyspears.ac/lasers.htm
Kapitel 1&2 i "Design and applications of analog integrated circuits" av Sidney Soclof. Kan vara lite tungläst
Kapitel 1-4 i "Digital integrated circuits, a design perspective" av Jan M Rabey.
Tyvärr kan du inte säga något om kvaliteten genom att titta på kretsen eller efter hur mycket den kostar. Man får helt enkelt försöka bilda sig en generell uppfattning om ett företags kvalitetsarbete. Fast det är inte enkelt, som privatperson är det väl nästan omöjligt att prata med ansvariga på företaget. Leta på företagets hemsida efter dokumentation på kretsen. Det kan förekomma att kretsar före ett visst tillverkningsdatum har problem. Då ska man inte acceptera att köpa dessa av en distributör. Att det är ett stort välrennomerat företag som tillverkar kretsen är ingen automatisk garanti. Generellt är dock livslängd och kvalitet hög på IC-kretsar.
Det kan finnas många olika felorsaker i en IC-kretsn, några exempel är:
Oxidnedbrytning, kan förvärras om man kör kretsen utanför dess specifikation.
"Hot carrier", en degradering av transistorns prestanda. Om man kör kretsen på för hög spänning ökar risken.
Elektromigration, metallen diffunderar i elektronernas flödesriktning.
Kemisk förorening, material från kapseln kan diffundera in i kislet.
Det kan finnas många olika felorsaker i en IC-kretsn, några exempel är:
Oxidnedbrytning, kan förvärras om man kör kretsen utanför dess specifikation.
"Hot carrier", en degradering av transistorns prestanda. Om man kör kretsen på för hög spänning ökar risken.
Elektromigration, metallen diffunderar i elektronernas flödesriktning.
Kemisk förorening, material från kapseln kan diffundera in i kislet.
