2.4 集成电路（IC）

2.4.1 集成电路及其特点

1.定义

集成电路（Integrated Circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连在一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示，也俗称芯片。目前最常用的封装形式有四边引线扁平封装（QFP）、针栅阵列封装（PGA）和焊球阵列封装（BGA）等。

2.特点

① 集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点。

② 成本低，便于大规模生产。

③ 用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大延长。

2.4.2 集成电路的常用分类方法

1.按功能结构分类

按功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。

① 模拟集成电路：又称线性电路，用来产生、放大和处理各种模拟信号（幅度随时间变化的信号。例如，半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），其输入信号和输出信号成比例关系。

② 数字集成电路：用来产生、放大和处理各种数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如，3G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制和重放的音频信号和视频信号）。

数字集成电路按导电类型又可分为以下三类。

● 双极型集成电路：双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表性的集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。

● 单极型集成电路：单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路，代表性的集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。

③ 数／模混合集成电路：将数字集成电路和模拟集成电路混合集成在一起。

2.按制作工艺分类

集成电路按制作工艺可分为：

① 半导体集成电路；

② 膜集成电路，而膜集成电路又可分类为厚膜集成电路和薄膜集成电路。

3.按集成度高低分类

集成电路按集成度高低的不同可分为：

① 小规模集成电路（Small Scale Integrated circuits，SSI）；

② 中规模集成电路（Medium Scale Integrated circuits，MSI）；

③ 大规模集成电路（Large Scale Integrated circuits，LSI）；

④ 超大规模集成电路（Ⅴery Large Scale Integrated circuits，ⅤLSI）；

⑤ 特大规模集成电路（Ultra Large Scale Integrated circuits，ULSI）；

⑥ 巨大规模集成电路，也被称作极大规模集成电路或超特大规模集成电路（Giga Scale Integration，GSI）。

4.按应用领域分类

集成电路按应用领域可分为标准通用集成电路和专用集成电路。

2.4.3 IC封装及其作用

1.IC封装的比较

IC封装的类型有很多，不过，按端子形状的封装只有四种类型：在线针脚（单和双两种）、针栅阵列、J形引脚和鸥翼形引脚。最常用于表面组装的塑料封装IC的引脚结构是J形引脚和翼形引脚。在这两种引脚中，翼形引脚结构是塑料封装IC最常用的引脚类型，如图2.21所示。使用翼形引脚的最大问题之一是其具有脆性，因此，其引脚易受破坏，如出现共面性、引脚弯曲和变形等问题。

引脚破损是翼形引脚封装产生缺陷的主要原因之一。虽然，翼形器件是当今低针脚数和高针脚数封装最常用的引脚形式。但是，由于球栅阵列封装器件的物理牢固性、（针对针间）尺寸减小和提高了电性能，已得到了广泛的认可。

2.IC封装的作用

IC封装是为了保证IC在处理过程中芯片免受机械应力、环境应力（如湿气和污染）以及静电放电破坏的一种外壳。另外，封装还为测试、老练（老化）以及到下一级封装电气互连提供机械连接。 UinJ/m7hAPfuitdfDktfIlO0oB+j9drZsPh9Kgjw8PLpEL9iBFb4ZZIpAGh8whvD