содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Основные направления развития миниатюризации и микроминиатюризации РЭА

Современное развитие электронной техники позволяет создавать РЭА, ЭВМ, аппаратуру связи, способные обеспечить решение сложных задач. Одновременно с усложнением аппаратуры резко возрастает число электро- и радиоэлементов, входящих в ее состав, следовательно, становятся более важными проблемы микроминиатюризации аппаратуры.

Первые попытки миниатюризации РЭА были направлены на уменьшение размеров радиодеталей и в первую очередь на создание миниатюрных электровакуумных и полупроводниковых приборов, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, переключателей.

Разработка радиодеталей в миниатюрном исполнении привела к появлению модулей и микромодулей, а объемный (навесной) монтаж аппаратуры заменен печатным. Модульная и микромодульная конструкции позволили существенно уменьшить массу и габариты аппаратуры по сравнению с объемным монтажом, резко повысить надежность ее работы и снизить трудоемкость производственного процесса. Модульное, микромодульное конструирование радиоаппаратуры резко изменило характер производства: значительно повысилась степень механизации и автоматизации, упростились сборочно-монтажные и регулировочные работы благодаря тщательной отработке, наладке и тренировке модулей или микромодулей до установки их в блоки. В настоящее время выпускают большую номенклатуру микромодулей и аппаратуры на их базе.

Основной тенденцией в конструировании РЭА и ЭВМ является комплексная микроминиатюризация — микроэлектроника.

Микроэлектроника — это область электроники, охватывающая проблемы исследования, конструирования, изготовления и применения микроэлектронных изделий (интегральных микросхем).

Конструктивно-технологические процессы производства интегральных микросхем разделяют на толстопленочные, тонкопленочные и полупроводниковые. В соответствии с этим микросхемы подразделяются на пленочные интегральные микросхемы и полупроводниковые.

Трудности в создании пленочных активных элементов (диодов, транзисторов) вызвали необходимость в разработке и широком применении гибридных интегральных микросхем, пассивная часть которых состоит из проводников, конденсаторов, резисторов, изготовленных методами пленочной технологии, а активная—из готовых дискретных элементов.

Наибольшее распространение получили полупроводниковые интегральные микросхемы, основные элементы которых выполнены в виде транзисторных структур различных свойств и видов.

В настоящее время ученые работают над увеличением количества активных элементов в одном кристалле полупроводниковой интегральной микросхемы, т. е. повышением степени интеграции. Созданы микросхемы с плотностью в несколько сотен (большие интегральные схемы— БИС) и даже тысяч элементов (сверхбольшие интегральные системы — СБИС) на одном кристалле.

Это позволило перейти к новому этапу микроэлектроники — функциональной (молекулярной) микроэлектроники и созданию на ее базе новых типов приборов — функциональных молекулярных схем. Для функциональной микроэлектроники характерно использование различных объемных явлений, молекулярных и межмолеку-лярных связей. Помимо чисто электрических связей здесь используют оптические, акустические, магнитные, химические и другие явления.

Таким образом, развитие микроэлектроники происходило последовательно и микроминиатюризация аппаратуры, начатая с простого уменьшения размеров радиодеталей, шла по пути применения новых материалов, технологии и использования совершенно новых принципов, основанных на молекулярных свойствах веществ. Однако следует иметь в виду, что задача уменьшения размеров РЭА на основе микроэлектроники не является самоцелью, все это должно сочетаться с увеличением надежности и долговечности, снижением стоимости и упрощением технологии изготовления аппаратуры.

Некоторые сравнительные параметры схемы в различном конструктивном исполнении: на лампах с печатным монтажом, на полупроводниковых приборах в микромодульном исполнении и на интегральных микросхемах приведены в табл. 6.

Таблица 6. Зависимость параметров схемы и занимаемого ею объема от конструктивного исполнения

В настоящее время микроэлектроника развивается в следующих основных направлениях (рис. 14): унифицированные функциональные модули (микромодули), интегральные микросхемы и молекулярные функциональные устройства (молекулярные схемы).
 

Рис. 14. Основные направления развития микроэлектроники

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..