शेन्ज़ेन मैचिंगिक टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड: आपका पेशेवर डिजिटल आइसोलेटर्स आपूर्तिकर्ता
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एक एकीकृत सर्किट (IC) इलेक्ट्रॉनिक घटकों का एक संयोजन है जिसमें सैकड़ों से लाखों ट्रांजिस्टर, प्रतिरोधक और कैपेसिटर आपस में जुड़े होते हैं और एक छोटी चिप या वेफर बनाने के लिए अर्धचालक सामग्री (आमतौर पर सिलिकॉन) के पतले सब्सट्रेट पर निर्मित होते हैं। इंटीग्रेटेड सर्किट अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और उपकरणों के लिए बिल्डिंग ब्लॉक हैं।
आईसी के फायदे
● छोटा आकार
● जटिल सर्किट को एकीकृत सर्किट के रूप में तैयार किया जा सकता है, जिससे प्रदर्शन को बेहतर बनाने में मदद मिलती है
● असतत घटक-आधारित सर्किट की तुलना में अधिक विश्वसनीय
● कम बिजली की खपत होती है
● आसान और त्वरित समस्या निवारण
● परजीवी समाई से मुक्त, इसलिए उच्च परिचालन गति प्राप्त की जा सकती है
● लागत कम रखते हुए थोक उत्पादन आसान है
आईसी के प्रकार
इंटीग्रेटेड सर्किट दो प्रकार के होते हैं:डिजिटल और एनालॉग एकीकृत सर्किट।
- डिजिटल आईसी
डिजिटल इंटीग्रेटेड सर्किट का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स में किया जाता है। वे बाइनरी डेटा संचालित करते हैं जो या तो {{0}} या 1 होता है। आम तौर पर, एक डिजिटल सर्किट में, 0 0V का प्रतिनिधित्व करता है और 1 eG और गेट, या गेट के लिए +5V का प्रतिनिधित्व करता है। नंद गेट, एक्सओआर गेट, फ्लिप फ्लॉप।
- एनालॉग आईसी
इनका उपयोग अधिकतर ऑडियो फ़्रीक्वेंसी एम्पलीफायरों और रेडियो फ़्रीक्वेंसी एम्पलीफायरों में किया जाता है। इन्हें रैखिक एकीकृत परिपथ के रूप में भी जाना जाता है। आउटपुट इनपुट सिग्नल पर निर्भर है। ईजी ऑपरेशनल एम्पलीफायरों, वोल्टेज रेगुलेटर, तुलनित्र, टाइमर आदि के लिए।
1. ट्रांजिस्टर सीधे मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पर निर्मित होता है।
2. घटक सघन रूप से एकीकृत हैं, और तार तेजी से पतले होते जा रहे हैं, इस हद तक कि वे वर्तमान में नैनोस्केल पतले हैं।
3. बाहरी कनेक्शन लाइनें पिन स्थान तक ले जाती हैं।
आईसी बनाना
माइक्रोचिप बनाना बेहद सटीक है। यह आमतौर पर एक विशेष धूल-मुक्त वातावरण में किया जाता है जिसे "स्वच्छ कमरे" के रूप में जाना जाता है, क्योंकि सूक्ष्म संदूषण भी चिप को ख़राब कर सकता है।
एकीकृत सर्किट आमतौर पर शुद्ध सिलिकॉन के वेफर से बनाए जाते हैं। चिप्स बेहद पतली परतों में बनाए जाते हैं, अंतिम चिप में शायद 30 या अधिक परतें होती हैं। एक चिप पर विभिन्न विद्युत घटकों का निर्माण यह रेखांकित करने का मामला है कि प्रत्येक परत पर एन- और पी-प्रकार के क्षेत्र कहाँ स्थित हैं। सबसे पहले, डिजाइनर विस्तृत चित्र बनाते हैं कि सर्किट की प्रत्येक परत में प्रत्येक घटक को कहाँ जाना चाहिए। डिज़ाइन की प्रत्येक परत से एक फोटोग्राफिक छवि बनाई जाती है, और छवियों को तब तक छोटा किया जाता है जब तक कि वे वांछित चिप के आकार की न हो जाएं।
प्रत्येक छोटी छवि को फोटोलिथोग्राफी नामक प्रक्रिया में एक मुखौटा के रूप में उपयोग किया जाता है। मास्क के कुछ हिस्से प्रकाश को चमकने देते हैं, जबकि अन्य नहीं। सिलिकॉन वेफर को एक ऐसी सामग्री में लेपित किया जाता है जिसे फोटोरेसिस्ट या प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है। वेफर पर एक पराबैंगनी प्रकाश चमकता है। उपयोग की जाने वाली एक विशिष्ट विधि में, पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में आने वाले प्रतिरोध में रासायनिक परिवर्तन होता है, जिससे इसे धोना आसान हो जाता है। उजागर प्रतिरोध को भंग कर दिया जाता है, और एक रसायन लगाया जाता है, जिससे उस क्षेत्र में सिलिकॉन की एक परत निकल जाती है जो पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में थी। मास्क द्वारा संरक्षित क्षेत्र में सिलिकॉन बरकरार रहता है। फिर बचे हुए प्रतिरोध को हटाने के लिए एक विशेष रासायनिक विलायक का उपयोग किया जाता है। यह प्रक्रिया कई बार दोहराई जाती है, जिससे चिप परत दर परत बनती जाती है।
इन उत्पादन चरणों के बीच, सिलिकॉन को आर्सेनिक और बोरॉन जैसी अशुद्धियों की सावधानीपूर्वक नियंत्रित मात्रा के साथ मिलाया जाता है। चिप में ट्रांजिस्टर के बीच तारों की तरह कनेक्शन प्रदान करने के लिए धातु या कंडक्टिंग पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन की छोटी रेखाएं भी बनाई जाती हैं। जब निर्माण पूरा हो जाता है, तो इंसुलेटिंग ग्लास की एक अंतिम परत जोड़ी जाती है, और वेफर को अलग-अलग चिप्स में काट दिया जाता है। प्रत्येक चिप का परीक्षण किया जाता है, और जो पास हो जाते हैं उन्हें एक कठोर प्लास्टिक पैकेज में रखा जाता है। प्रत्येक प्लास्टिक पैकेज में चिप को उस डिवाइस से जोड़ने के लिए धातु कनेक्शन पिन होते हैं जिसमें इसका उपयोग किया जाएगा, जैसे कंप्यूटर का सर्किट बोर्ड।
इंटीग्रेटेड सर्किट क्या भूमिका निभाते हैं?
उपयोग किए गए घटकों की संख्या कम करें। एकीकृत सर्किट के आविष्कार के बाद से छोटे पैमाने के एकीकृत सर्किट ने सामग्री घटकों की संख्या को कम कर दिया है और असतत घटक प्रौद्योगिकी में काफी सुधार किया है।
उत्पाद के प्रदर्शन में उल्लेखनीय सुधार हुआ है. घटकों को एक साथ एकीकृत करने से न केवल बाहरी विद्युत सिग्नल हस्तक्षेप कम होता है, बल्कि यह सर्किट डिजाइन को भी बढ़ाता है और ऑपरेशन को गति देता है।
अधिक उपयोगकर्ता-अनुकूल अनुप्रयोग, एक सर्किट एक फ़ंक्शन से मेल खाता है, और एक फ़ंक्शन एकल एकीकृत सर्किट में समा जाता है। इस दृष्टिकोण में, किसी भी फ़ंक्शन को भविष्य के अनुप्रयोगों में प्रासंगिक एकीकृत सर्किट में लागू किया जा सकता है, जिससे प्रक्रिया काफी सरल हो जाती है।
एकीकृत सर्किट बनाम असतत सर्किट
इंटीग्रेटेड सर्किट (IC) एक एकल इकाई है जो लाखों इलेक्ट्रॉनिक घटकों जैसे ट्रांजिस्टर, रेसिस्टर और कैपेसिटर से बनी होती है। इसकी शुरूआत ने इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग को बदल दिया और सेल फोन, लैपटॉप, सीडी प्लेयर, टेलीविजन और कई अन्य घरेलू उपकरणों जैसे गैजेट के लिए रास्ता खोल दिया। अपने छोटे आकार, महान विश्वसनीयता और दक्षता के कारण, आईसी का उपयोग आज व्यावहारिक रूप से हर इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद में किया जाता है। आईसी के बिना इलेक्ट्रॉनिक उपकरण अधिक धीमे और बड़े होंगे। इसके अलावा, चिप्स के व्यापक उपयोग ने दुनिया के सभी कोनों में उन्नत इलेक्ट्रॉनिक गैजेट के प्रसार में सहायता की।
असतत सर्किट एक सर्किट है जो एक साथ जुड़े व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक घटकों से बना होता है। यदि जटिल कार्यों वाले सर्किट या सिस्टम को लागू करने के लिए अलग-अलग घटकों का उपयोग किया जाता है, तो यह अनिवार्य रूप से बड़ी संख्या में घटकों, आकार, वजन और बिजली की खपत में वृद्धि और खराब विश्वसनीयता का परिणाम होगा।
असतत सर्किट की तुलना में, आईसी के दो प्रमुख फायदे हैं: लागत और प्रदर्शन। लागत न्यूनतम है क्योंकि चिप्स को फोटोलिथोग्राफी का उपयोग करके एक समय में एक ट्रांजिस्टर बनाने के बजाय, उनके सभी घटकों के साथ एक इकाई के रूप में मुद्रित किया जाता है। पैकेज्ड इंटीग्रेटेड सर्किट भी अलग सर्किट की तुलना में बहुत कम सामग्री का उपयोग करते हैं। उनके कॉम्पैक्ट आकार और निकटता के कारण, आईसी के घटक तेजी से फ्लिप होते हैं और उन्हें बहुत कम बिजली की आवश्यकता होती है। एकीकृत सर्किट का मूलभूत नुकसान आवश्यक फोटोमास्क को डिजाइन करने और बनाने का उच्च खर्च है। उच्च प्रारंभिक लागत के कारण, आईसी केवल तभी वित्तीय रूप से व्यवहार्य होते हैं जब बड़ी मात्रा में उत्पादन की उम्मीद होती है।
इंटीग्रेटेड सर्किट कैसे बनाये जाते हैं?
हम कंप्यूटर के लिए मेमोरी या प्रोसेसर चिप जैसी कोई चीज़ कैसे बनाते हैं? यह सब सिलिकॉन जैसे कच्चे रासायनिक तत्व से शुरू होता है, जिसे विभिन्न विद्युत गुणों वाला बनाने के लिए रासायनिक रूप से उपचारित या डोप किया जाता है।
- डोपिंग अर्धचालक
परंपरागत रूप से, लोग सामग्रियों को दो साफ-सुथरी श्रेणियों में फिट करने के बारे में सोचते थे:वे जो बिजली को अपने माध्यम से आसानी से प्रवाहित होने देते हैं (कंडक्टर) और वे जो नहीं प्रवाहित करते हैं (इंसुलेटर)। धातुएँ अधिकांश चालक बनाती हैं, जबकि प्लास्टिक, लकड़ी और कांच जैसी अधातुएँ कुचालक होती हैं।
वास्तव में, चीजें इससे कहीं अधिक जटिल हैं - विशेषकर जब आवर्त सारणी के मध्य में (समूह 14 और 15 में) कुछ तत्वों की बात आती है, विशेष रूप से सिलिकॉन और जर्मेनियम की। आम तौर पर इंसुलेटर, इन तत्वों को कंडक्टर की तरह अधिक व्यवहार करने के लिए बनाया जा सकता है यदि हम डोपिंग नामक प्रक्रिया में उनमें थोड़ी मात्रा में अशुद्धियाँ जोड़ते हैं। यदि आप सिलिकॉन में फॉस्फोरस (या सुरमा) मिलाते हैं, तो आप इसे सामान्य से थोड़ा अधिक मुक्त इलेक्ट्रॉन देते हैं - और बिजली का संचालन करने की शक्ति देते हैं। सिलिकॉन को इस तरह से "डोप किया गया" एन-टाइप कहा जाता है। फॉस्फोरस के स्थान पर बोरान जोड़ें और आप सिलिकॉन के कुछ मुक्त इलेक्ट्रॉनों को हटा दें, "छेद" को पीछे छोड़ दें जो "नकारात्मक इलेक्ट्रॉनों" के रूप में काम करते हैं, जो विपरीत तरीके से सकारात्मक विद्युत प्रवाह ले जाते हैं। उस प्रकार के सिलिकॉन को पी-टाइप कहा जाता है। एन-प्रकार और पी-प्रकार सिलिकॉन के क्षेत्रों को एक साथ रखने से जंक्शन बनते हैं जहां इलेक्ट्रॉन बहुत दिलचस्प तरीके से व्यवहार करते हैं - और इस तरह हम डायोड, ट्रांजिस्टर और मेमोरी जैसे इलेक्ट्रॉनिक, अर्धचालक-आधारित घटक बनाते हैं।
- एक चिप प्लांट के अंदर
एक एकीकृत सर्किट बनाने की प्रक्रिया सिलिकॉन के एक बड़े एकल क्रिस्टल से शुरू होती है, जो एक लंबे ठोस पाइप के आकार का होता है, जिसे पतली डिस्क (एक कॉम्पैक्ट डिस्क के आयाम के बारे में) में "सलामी काटा" जाता है जिसे वेफर्स कहा जाता है।
वेफर्स को कई समान वर्गाकार या आयताकार क्षेत्रों में चिह्नित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक एक एकल सिलिकॉन चिप (कभी-कभी माइक्रोचिप भी कहा जाता है) बनाएगा। फिर प्रत्येक चिप पर सतह के विभिन्न क्षेत्रों को डोपिंग करके एन-टाइप या पी-टाइप सिलिकॉन में बदलने के लिए हजारों, लाखों या अरबों घटक बनाए जाते हैं। डोपिंग विभिन्न प्रक्रियाओं द्वारा की जाती है। उनमें से एक में, जिसे स्पटरिंग के रूप में जाना जाता है, डोपिंग सामग्री के आयनों को बंदूक से गोलियों की तरह सिलिकॉन वेफर पर दागा जाता है। वाष्प जमाव नामक एक अन्य प्रक्रिया में डोपिंग सामग्री को गैस के रूप में पेश करना और इसे संघनित होने देना शामिल है ताकि अशुद्धता परमाणु सिलिकॉन वेफर की सतह पर एक पतली फिल्म बना सकें। आणविक किरण एपिटैक्सी जमाव का अधिक सटीक रूप है।
बेशक, एकीकृत सर्किट बनाना जो सैकड़ों, लाखों या अरबों घटकों को सिलिकॉन की एक नाखून के आकार की चिप पर पैक करता है, यह सब सुनने में जितना लगता है उससे थोड़ा अधिक जटिल और शामिल है। कल्पना कीजिए कि जब आप सूक्ष्म (या कभी-कभी नैनोस्कोपिक) पैमाने पर भी काम कर रहे हों तो गंदगी का एक कण भी कितनी तबाही मचा सकता है। इसीलिए अर्धचालकों को बेदाग प्रयोगशाला वातावरण में बनाया जाता है जिसे स्वच्छ कमरे कहा जाता है, जहां हवा को सावधानीपूर्वक फ़िल्टर किया जाता है और श्रमिकों को सभी प्रकार के सुरक्षात्मक कपड़े पहनकर एयरलॉक के माध्यम से अंदर और बाहर जाना पड़ता है।
इंटीग्रेटेड सर्किट (IC) एक एकल इकाई है जो लाखों इलेक्ट्रॉनिक घटकों जैसे ट्रांजिस्टर, रेसिस्टर और कैपेसिटर से बनी होती है। इसकी शुरूआत ने इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग को बदल दिया और सेल फोन, लैपटॉप, सीडी प्लेयर, टेलीविजन और कई अन्य घरेलू उपकरणों जैसे गैजेट के लिए रास्ता खोल दिया। अपने छोटे आकार, महान विश्वसनीयता और दक्षता के कारण, आईसीएस का उपयोग आज व्यावहारिक रूप से हर इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद में किया जाता है। आईसी के बिना इलेक्ट्रॉनिक उपकरण अधिक धीमे और बड़े होंगे। इसके अलावा, चिप्स के व्यापक उपयोग ने दुनिया के सभी कोनों में उन्नत इलेक्ट्रॉनिक गैजेट के प्रसार में सहायता की।
1. विभिन्न प्रभाव
चिप्स पर अधिक सर्किटरी फिट हो सकती है। मूर के नियम के अनुसार, जो बताता है कि एकीकृत सर्किट में ट्रांजिस्टर की संख्या हर 1.5 साल में दोगुनी हो जाती है, इससे प्रति यूनिट क्षेत्र क्षमता बढ़ जाती है, जिससे लागत कम हो सकती है और कार्यक्षमता बढ़ सकती है।
एकीकृत सर्किट का निर्माण सभी घटक भागों को एक इकाई में एकीकृत करता है, जो इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लघुकरण, कम बिजली की खपत, बुद्धिमत्ता और उच्च विश्वसनीयता को महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ाता है। सामग्री के एक मटर के आकार के टुकड़े पर, IC में सैकड़ों हजारों अलग-अलग ट्रांजिस्टर रखे जा सकते हैं। एकीकृत सर्किट के विकास ने सूचना युग प्रौद्योगिकी का मार्ग प्रशस्त किया।
2. विभिन्न आकार और पैकेज
चिप्स, जो अक्सर सेमीकंडक्टर वेफर्स की सतह पर निर्मित होते हैं, लघु सर्किट (ज्यादातर सेमीकंडक्टर डिवाइस, लेकिन निष्क्रिय घटक आदि) की एक तकनीक है। डुअल इन-लाइन पैकेज, या डिप, व्यावहारिक रूप से सभी चिप निर्माताओं द्वारा उपयोग किया जाने वाला सबसे व्यापक मानक है। यह एक आयताकार पैकेज को निर्दिष्ट करता है जिसमें पिनों को लगातार पंक्तियों के बीच 0.1 इंच और 2.54 मिमी (0.1 इंच) के गुणज से अलग रखा जाता है।
एक कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रॉनिक घटक या गैजेट को इंटीग्रेटेड सर्किट कहा जाता है। मुद्रित सर्किट बोर्डों पर सरल हैंडलिंग और असेंबली के साथ-साथ डिवाइस को नुकसान से बचाने के लिए, एकीकृत सर्किट को सुरक्षात्मक पैकेज में रखा जाता है। पैकेट कई प्रकार के होते हैं।
कभी-कभी मध्यस्थ कनेक्शन या वाहक के उपयोग के बिना विशेष रूप से निर्मित एकीकृत सर्किट डाई को सीधे सब्सट्रेट से जोड़ना संभव होता है। फ्लिप-चिप प्रणाली में, आईसी को सब्सट्रेट से जोड़ने के लिए सोल्डर बम्प का उपयोग किया जाता है। वायर बॉन्ड कनेक्शन के लिए पारंपरिक चिप्स में उपयोग किए जाने वाले धातुकरण पैड मोटे होते हैं और सर्किट में बाहरी कनेक्शन को सक्षम करने के लिए बीम वायर तकनीक में विस्तारित होते हैं। डिवाइस को अतिरिक्त पैकेजिंग या "नंगे" चिप्स का उपयोग करने वाले घटकों में एपॉक्सी भरने से नमी से संरक्षित किया जाता है।
सर्किट के संपर्क टर्मिनल (पिन) एकीकृत सर्किट (आईसी) के शरीर से बाहर निकलते हैं, जो अच्छी गर्मी चालकता के साथ एक इन्सुलेट सामग्री से बने मजबूत आवास में रखे जाते हैं। पिन कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर विभिन्न आईसी पैकेज प्रकारों का उपयोग किया जा सकता है। डुअल इन-लाइन पैकेज (डीआईपी), प्लास्टिक क्वाड फ्लैट पैकेज (पीक्यूएफक्यू), और फ्लिप चिप बॉल ग्रिड ऐरे (एफसीबीजीए) पैकेज प्रकारों के उदाहरण हैं।
3. अलग ढंग से बनाया गया
ट्रांजिस्टर, रेसिस्टर्स, कैपेसिटर और इंडक्टर्स, दूसरों के बीच में, एकीकृत सर्किट में एक विशिष्ट प्रक्रिया का उपयोग करके परस्पर जुड़े होते हैं, जो एक या अधिक छोटे अर्धचालक वेफर्स या ढांकता हुआ सब्सट्रेट पर बनाए जाते हैं और फिर एक ट्यूब के अंदर पैक किए जाते हैं। चिप का निर्माण एकल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर से शुरू होता है, जिसे बाद में आधार परत के रूप में उपयोग किया जाता है।
चिप्स और एकीकृत सर्किट के बीच अंतर ऊपर प्रस्तुत किया गया है। क्योंकि सतह आईसी पैकेजिंग चिप्स के समान है, एकीकृत सर्किट को आमतौर पर चिप्स के रूप में जाना जाता है। आईसी समूह के बजाय, एकीकृत सर्किट के समूह को अक्सर चिपसेट के रूप में जाना जाता है। लगभग सभी आधुनिक विद्युत उपकरण एकीकृत सर्किट या आईसी का उपयोग करते हैं। सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी और निर्माण तकनीकों में प्रगति के कारण एकीकृत सर्किट बनाया गया था।
एकीकृत सर्किट (आईसी) के विकास से पहले सभी कंप्यूटर उपकरणों में लॉजिक गेट और स्विच को लागू करने के लिए वैक्यूम ट्यूब का उपयोग किया जाता था। संक्षेप में, वैक्यूम ट्यूब काफी विशाल, उच्च शक्ति वाले उपकरण हैं। असतत सर्किट घटकों को किसी भी सर्किट की तरह मैन्युअल रूप से कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है। ये प्रभाव सबसे बुनियादी कंप्यूटिंग कार्यों के लिए भी काफी बड़े और महंगे गैजेट का निर्माण करते हैं। पांच साल पहले कंप्यूटर बहुत बड़े और महंगे थे, और पर्सनल कंप्यूटर एक दूर का सपना था।
सामान्य प्रश्न
हम चीन में पेशेवर आईसी निर्माता और आपूर्तिकर्ता हैं, जो कम कीमत पर उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद उपलब्ध कराने में विशेषज्ञ हैं। यदि आप स्टॉक में सस्ता आईसी खरीदने जा रहे हैं, तो हमारे कारखाने से मूल्य सूची और निःशुल्क नमूना प्राप्त करने के लिए आपका स्वागत है।