集成电路的应用
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集成电路的应用范文第1篇
摘要：
测量系统分析(MSA)是六西格玛管理的一项重要内容。在产品的质量管控中，高质量的测量数据，对产品的分析及改进有很大的帮助。在集成电路(IC)测试中，为了确保测试的准确性，获得高质量的测试数据，就需要对的测试系统进行充分的分析。该文介绍了测量系统分析方法，着重介绍重复性和再现性研究、分析,并通过实例说明IC测试中的测量系统分析的应用。并根据测量系统能力的评价规则对所分析的测试系统能力进行评价，判断测量系统是否满足IC测试要求。
关键词：
测量系统分析(MSA)；集成电路(IC)测试；重复性；再现性
0引言
测量是给具体事物(实体或系统)赋值得过程。此过程中输入包括人(操作员)、机(量具或必备的设备和软件)、料、法、环，过程的输出即测量结果。测量系统就是由人、机、法以及测量对象构成的过程的整体。在集成电路制程中，IC测试主要由晶圆测试(即CP)、封装成品测试(即FT)，IC测试是使用测试设备及针对集成电路制作的测试程序对晶圆或封装成品进行测试，确保集成电路满足IC设计的功能及性能要求。因此一个具有大量变差的测量系统，会造成IC测试所获得测量值较电路真实值出现很大的偏差，在测试过程中，使用该测量系统是不适合的。若缺少对测量系统的有效控制，会影响到获得测量值的准确性，造成IC测试的误判，严重时会涉及到IC的大量失效，甚至报废。因此，测量系统分析在IC测试中的应用，是识别测量系统是否适合的一个重要手段，通过该手段，可确保获得测量值的准确性和精确性。
1测量系统分析的基本概念
1.1测量赋值
给具体事物以表示它们之间关于特殊特性之间的关系[1]。
1.2测量过程
给具体事物(实体或系统)赋值的过程被定义为测量过程[2]。也可以看作一个制造过程，这个过程的输入有测量人员、设备、样品、操作方法和测量环境，它产生数据作为输出，如图1所示。
1.3测量系统
是指用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程[1]。测量系统可分为“计量型”、“计数型”、“破坏性”等类型。测量后能够给出具体的测量数值的为计量型测量系统分析；只能定性的给出测量结果的为计数型测量系统分析；对一些样本不可重复测量的计量型测量系统，可以进行破坏型测量系统分析。“计量型”测量系统分析通常包括“稳定性”、“重复性”、“再现性”、“偏倚”及“线性”(五性)的分析、评价。在测量系统分析的实际应用中，可同时进行，也可选项进行，根据具体应用情况确定。“计数型”测量系统分析通常利用假设性试验分析方法来进行判定。
1.4重复性
是用一个评价人使用相同的测量仪器对同一零件上的同一特性，进行多次测量所得到的测量变差；它是设备本身的固有变差或能力。传统上将重复性称为“评价人内部”的变异[1]。
1.5再现性
是指测量的系统之间或条件之间的平均值变差。传统上将再现性称为“评价人之间”的差异[1]。
1.6量具R&R或GRR
量具的R&R是结合了重复性和再现性变差的估计值。换句话说，GRR值等于系统内部变差和系统之间变差的和[1]。即：σ2GRR=σ2再现性+σ2重复性(1)
1.7系统变差
测量系统变差可分为：能力：短期间的误差，是由线性、均一性和再现性结合的误差量；性能：所有变差来源于长期的影响，是长期读数的变化量；不确定度：有关被测值的数值估计范围，相信真值包括在此范围内[1]。
2测量系统分析的介绍
2.1测量系统变差
测量系统分析的目的之一是获得测量系统与所处环境相互作用使其产生的测量变差的类型和结果的信息[1]。测量系统变差类型可分成五种类型：偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性，其中重复性、偏倚、稳定性和线性属于量具变差，再现性属于操作员造成的变差。通常通过偏倚、线性及稳定性来判断测量系统的准确性，通过重复性和再现性来判断测量系统的精确性(即其波动)。
2.2测量数据特性
测量系统分析是为了更好的发现测量系统变差，从而通过对测量系统变差的控制来满足测量产品质量特性的目的，也控制测量数据的质量。测量数据显现出的4种状态，如图2所示。说明：图2(a)中测量数据分布虽较集中，但偏离中心较大，属于精确但不准确测量数据；图2(b)中测量数据虽基本都在中心内，但数据分布较离散，属于准确但不精确数据；图2(c)中测量数据分布离散，且数据基本在中心外，属于不准确且不精确数据；图2(d)中测量数据分布集中，且均在中心内，属于既准确又精确数据。图2(a)、(b)、(c)这3中测量数据，是质量"低"的测量数据，图2(d)的测量数据，是质量"高"的测量数据，也是测量过程期望获取的数据。
2.3测量系统分析(MSA)方法分类
测量系统分析(MSA)方法主要分为三类：计量型测量系统分析方法、计数型测量系统分析方法以及破环型测量系统分析方法。计量型测量系统分析方法主要分为两类：位置分析、宽度分析。其中位置分析常用的有：偏倚分析、线性分析和稳定性分析，宽度分析常用的有：重复性分析和再现性分析，如图3所示。计数型测量系统分析方法包括：风险分析法、信号分析法以及数据解析分析法。对于计数型测量系统，主要采用风险分析法进行研究。破坏性测量系统分析方法包括：偏倚分析、变异分析和稳定性分析。在IC测试过程中，测试所得的测试参数数据通常为一连串的测试数据，即计量型数据，因此测量系统分析时通常采用计量型测量系统分析。以下介绍重复性和再现性分析在IC测试中的应用，通过重复性和再现性分析评价测量系统能力。
3重复性和再现性分析在IC测试中的应用
3.1IC测试中评价测量系统要求
IC测试过程中，评价测量系统时，需确认三个基本问题：
1)测量系统的分辨能力(在IC测试中主要指测试设备)是否满足测试要求，即系统的设计性能能否满足测试过程中所需实现的性能，这个是系统本身决定；
2)测量系统在一定时间内是否在统计上保持一致，即测量系统是否经过校验，以确保测量系统状态处于稳定状态；
3)这些统计性能是否在预期范围内保持一致，并且用于过程分析或控制是否合格，即测量系统分析的结果是否在可接收范围内。测量系统分析在评价测量系统中起到很重要的作用。在IC测试过程中，造成测量结果变差主要是由量具变差以及操作员造成的变差导致，而重复性分析是分析量具变差，再现性分析是分析操作员造成的变差。因此重复性和再现性在IC测试的测量系统分析中占重要的位置。
3.2重复性和再现性分析操作过程
1)测量样品的选择选定标准样品，至少3只，并对标准样品进行编号，以便测量时数据能一一对应；
2)选取评价人选取若干名(至少2名)操作员作为评价人执行研究，并指定为评价人A、B、C等，评价人最好为操作该测量设备的操作员，经过测量设备的操作培训，避免由于操作员引起很大的测量误差；
3)测量设备校准测量前需对被测量分析的设备进行校正，使用标准件对设备进行校正，校正合格后可进行测量；
4)每个评价人分别对标准样品进行重复测量(至少2次)，并将测量数据记录在数据采集表中，测量数据记录时评价人、样品编号应一一对应；
5)重复性和再现性研究
(a)重复性研究
重复性是研究测量设备本身的波动，测量条件(如测量环境、测量地点、测量标准样品等)要尽可能统一。首先通过极差图(R图)分析测量过程是否受控，并通过R图观察评价人之间对每个标准样品测量过程的一致性。若R图上由数据出现失控现象，应对每一个输入数据进行核对确认，若输入数据正确，需分析失控原因并进行针对性纠正，通常可采取三种纠正方式：忽略超出的点；删除超出的点以及评价人重新测量标准样品。然后计算重复性。重复性计算公式：EV=R軏×K1(2)其中R軏重复测量同一零件的极差的平均值，K1根据重复测量次数选值。
(b)再现性研究
再现性是研究不同评价人在相同的测量条件(如测量环境、测量设备、测量地点等)下测量同一标准样品时产生的波动。可通过每个评价人测量每个标准样品的平均值进行分析，通过均值控制图观察分析。首先计算出每位评价人测量标准样品的总平均值，计算评价人之间的极差R0与标准差σ0，其中该标准差还包含了操作员重复测量引起的波动，因此需减去重复性部分，对该标准差进行修正，计算出的值即测量系统的再现性。再现性计算公式：AV=[R0d*2]-[(σe)2(nr)](3)
(c)标准样品间的波动
测量的标准样品间总是存在差异的。首先计算标准样品测量总平均值的极差，然后计算出标准样品间的波动PV。PV计算公式：PV=RP×K3(4)其中RP为标准样品极差，K3根据标准样品数量进行选值。
(d)测量过程
总波动测量过程输出总波动TV包括测量过程的实际波动和测量系统的波动。TV公式：TV2=PV2+EV2＋AV2(5)以上已获得AV、EV以及PV的值，那么总波动TV的值也可得出。
(e)测量系统能力的评价
通过已经计算出的重复性EV和再现性AV，可以计算出测量系统的波动GRR。GRR计算公式：GRR=EV2＋AV2(6)通过用测量系统的波动GRR与总波动(TV)之比来度量，即计算%GRR值。%GRR计算公式：%GRR=100[GRR/TV](7)根据测量系统能力判别准则，对测量系统进行评定，判别准则具体为：%GRR<10%，表明测量系统能力很好，可正常使用；10%≤%GRR≤30%，依据设备的重要性、成本及维修费用等因素，决定是否可使用或不可使用；%GRR＞30%，说明测量系统本身波动很大，由该测量系统得出的数据是不可靠的，测量系统必须改进。这时，需通过对测量系统的各种波动源，进行研究，若重复性变差本身较小，则说明问题出现在再现性上，可通过对加强对评价人的培训，对作业方法的优化或提高评价人操作的一致性来减小评价人间的波动，若采取措施后仍不能满足要求，或者重复性变差本身较再现性变差大很多，则需要将该设备停用做好标识，更换测量系统能力好的设备或采购新的测量系统。
4应用实例
使用测量设备对IC进行测试，主要是将流片过程、封装过程中产生的缺陷产品挑选出来，这些缺陷产品在测试时主要体现为测试参数超出规范界限，判定为产品失效。而一个产品的测试需测试的参数项很多，在对测量设备进行测量系统分析时，需先确定出关键参数也就是对测试产品影响很大，客户重点关注的参数)作为分析项目，如模拟电路测试中，部分产品在测试时一些参数需进行烧熔丝测试，该些参数一旦经过烧熔丝测试后，就不可逆，无法改变测试结果，若测量设备在测试该些参数出现偏差，参数测试均值的中心值偏移出允差范围，直接会导致大量产品的失效、报废。下面以某模拟电路测量设备为例，确定频率参数FOSC为分析项目，参数单位为KHZ，对该分析项目进行重复性和再现性数据采集，并进行分析。采集的数据如表1所示。
(1)重复性分析和计算
根据采集的数据，按照第4章中所述的重复性和再现性的研究方法，先得出极差图(R图)，如图4所示。从图中可以看出测量过程处于受控状态，且3个评价人对样品的测量都在受控状态，说明3个人的测量操作较一致，体现了测量的重复性。并通过重复性公式计算出EV=0.0003。
(2)再现性分析和计算
将采集的数据按照样品编号，在图中绘制出每个评价人对每个样品测量的平均值，得出均值图，如图5所示。由于在测量时测量环境、测量条件以及测量设备均一致，因此可以通过不同评价人测量同一样品的波动来研究再现性，从均值图中，可以看出3位评价人分别测量的10个样品，每个样品均值波动最大的波动为33HZ，该样品FOSC参数的均值允许偏差为±500HZ，测量波动大大小于参数的均值允差，说明具有良好的再现性。并通过再现性计算公式，可计算AV=0.0005。
(3)测量设备能力分析
①通过图5均值图分析。通过对该样品电路不同批次的测试数据统计分析，该样品的均值图中控制线以内区域表示测量的敏感性。若图中显示的测量均值有一半以上(包括一半)落在控制线以外，则表明该测量系统适合进行测试该IC电路。若落在控制线以外的测量均值小于一半，则表明该测量系统缺乏足够的分辨力，不适合进行该IC电路的测试。从图中可以看出，3位评价人测试每个样品的均值大部分都落在控制线以外，因此该测量设备有足够的分辨力，有足够能力测试该IC电路。②通过样品链图分析。将所有评价人测量每个样品的数据，画在一张图上，得到样品链图，如图6所示。从图上可以看出10个样品不同评价人测量的变差非常小(在10HZ以内)，与该样品所要求的FOSC参数允许偏差(±500HZ)相比，大大小于该参数允许偏差，说明该测量设备能力非常号，精度完全可以满足测试产品的要求。
(4)测量系统能力评价
根据第4章中内容计算出标准样品间波动PV=0.0078、测量过程总波动TV=0.0078以及测量系统波动GRR=0.0006，再通过用测量系统的波动(GRR)与测量过程总波动(TV)之比即计算%GRR值，进行测量系统能力的判别。本次分析的测量设备，计算出的%GRR=7.24%。根据判别规则%GRR<10%，表明测量系统能力很好，测量设备的变差和人员变差对产品测试影响较小，完全满足产品测试要求。
5结束语
IC测试主要目的是辨别电路的好坏，将不能满足要求的电路剔除。IC测试过程中测量设备和人员的变差会对辨别结果有很大的影响，通过对重复性和再现性的研究与分析可以监控测量设备和人员变差，使之处于受控状态，从而保证测量结果的准确性和精确性。
参考文献：
集成电路的应用范文第2篇
作为一种全新的网络传输体制，自从20世纪90年代出现以来，SDH网络以其灵活性和方便性等各个方面的优越性，迅速成为通信网络的骨干网络。现在我国虽然在开发研制SDH的通信设备方面取得了很大的成绩，但是国内厂家SDH设备的关键核心芯片大多数是进口的。而从长远的观点来看，SOC片上系统是通信设备发展的趋势。因此提高ASIC设计的水平，开始具有自主知识产权的通信专用集成电路，对降低通信设备的成本、提高国家通信产业的整体竞争能力都具有深远的影响。
为了满足通信产业国产化的迫切要求，清华大学电子工程系开发了一系列具有自主知识产权的大规模通信专用集成电路。其中MXTULPx8-5是最新开发的一种SDH指针下泄专用集成电路，能够广泛地应用在SDH的网络设备中，具有很好的应用前景。
1 MXTULPx8-5芯片特性
当前，PMC-Sierra公司开发的PM5362和PC5363芯片是一种比较常见的SDH支路单元净荷处理器，能够分别处理一路STM-1和一路STM-4的数据流。它们被广泛地应用于国产的SDH交叉连接的设备中。而清华大学电子工程系独立开发的SDH指针下泄处理芯片MXTULPx8-5，能够对齐八路STM-1或两路STM-4的数据流中的支路单元，在功能上可以代替八片PM5362或两片PM5362芯片。很明显，MXTULPx8-5能够大幅度降低交叉连接设备的成本和尺寸。
SDH指针下泄芯片MXTULPx8-5是一个用来对齐支路单元的可配置的多通道的支路净荷处理器单元集成电路。它采用0.25μm低功耗CMOS 工艺，304管脚HQFP封装，支持工业温度范围（-40℃～85℃），规模为150万门。下面是它的一些工作特性：
·将输入的2个STM-4或8个STM-1的字节串行流中的8个AU4管理单元中的支路净荷，转移到相应输出的支路单元中。
·通过处理低阶段支路（TU3、TU12或TU11）的指针，来补偿输入和输出高阶AU4管理单元同步净荷封装帧速率间的准同步关系。
·在TUG3基础上可以配置成TU3、TU12、TU11支持的任何合法组合。
·在网管软件的控制下可对任一支中插入全0码、全1码或NDF新数据标识。
·检测每一支路的LOP指针丢失、AIS通道告警指示、支路指针正负调整和支路弹性存储上溢下溢错误的状态，并可配置在上述事件发生时产生中断。
·可以将输入和输出接口独立配置成77.76MHz的STM-4字节接口模式、19.44MHz的STM-1字节接口模式或38.88MHz的STM-1半字节接口模式。
·提供一个通用的8比特微处理器总线接口来对芯片进行配置、控制和状态监控。
2 MXTULPx8-5芯片结构
MXTULPx8-5芯片功能模块框图如图1所示，包含有以下几个模块：一个输入和输出接口模块，一个MCU接口模块和JTAG测试控制器，8个VC4处理器。当输入接口为STM-4字节接口模式时，输入的2路STM-4数据流被分成8个STM-1数据流，并被独立地输入到8个VC4处理器中。当输出接口为STM-4接口模式时，处理过的8路STM-1数据流被合并成2路STM-4数据流输出。MCU接口模块提供了一个通用的8比特微处理器总线接口来对芯片进行配置、操作和状态监控。JTAG测试控制器模块提供边界扫描功能。每一个VC4处理器处理一路STM-1数据流，它包括输入解复用器、输出复用器和3个TUG3处理器。输入解复用器将输入的STM-1数据流分发给三个TUG3支路净荷处理器、输出复用器将三个处理过的TUG3数据流合并在一起，形成一个VC4的数据流输出。每一个TUG3支路净荷处理器，可以配置成3种工作模式：TU3模式、TU12模式和TU11模式。它通过指针解释和指针调整操作对齐支路完成指针下泄功能。
3 核心技术
按照ITU-T建议G.707的规定，低阶虚容器在复用到STM-x帧结构之前，都应当选被映射到相应的TU支路单元中。一个TU支路单元承载一个低阶虚容器，也就是说，在SDH帧结构中低阶虚容器和TU是一一对应的。因此在SDH交叉连接中TU支路单元将代替虚容器（VC）作为交换的实体。因为不同大小的TU都可以在SDH数据帧中占据固定的例，因此可以用简单的列交换方法来实现TU的交叉连接。如果想将输入的TU交叉连接在输出的STM-1数据流上，可以通过设置交换矩阵将特定的TU支路单元占据的列转移到输出流中STM-1帧中的具置。这种列交换方法的前提就是支路单元TU在输入STM-1帧中占据固定的列。按照ITU-T建议规定，高阶虚容器由于指针的缘故相对于STM-1帧可以有微小的频率和相位差异。这样就要求输入的STM-1数据流在被送到交叉连接矩阵之前，必须经过预处理使它们符合交换。通过处理SDH支路单元TU指针可将高阶虚容器同STM-1的帧严格对齐，从而保证高阶虚容器中封装的TU支路单元在处理过的STM-1帧中占据固定的列，为对齐后的支路单元TU进行列交换创造条件。从效果上看就好像高阶AU4管理单元的指针调整事件被吸收到低价TU支路单元的指针调整事件中，从而消除了高阶虚容器同STM-1帧之间的准同步关系，保证了两者之间严格的频率和相位同步。这种方法通常被称为“指针下泄”。
4 时分处理
TUG3处理器可以支持三种不同的工作模式（TU3、TU12和TU11模式），是电路中用来实现指针下泄功能的核心部分。图2是TUG3处理器的内部功能框图，它主要包括输入定时产生器、输出定时产生器、指针解释器、指针生成器和FIFO缓存器。它的基本工作原理是：通过指针解释将各个支路单元中的有效净荷低阶VC解出来，写入到相应的FIFO中；根据本地产生的定时信号从FIFO中读出有效净荷数据，通过指针生成器处理将其装入到对应的支路单元TU中；对FIFO设置上下两个门限，其状态用来解决是否进行指地调整处理。TUG3处理器输出的数据流中支路单元TU被对齐，从而为列交换提供条件。
按照G.707建议的规定，指针解释和指针生成的算法都应该建模成有限状态机。TUG3数据流中的所有支路信号都要被处理。如果每一个支路都有一套与之相对应的有限状态机电路的话，要实现对TUG3数据流的处理将需要大量的电路，使得TUG3处理器非常复杂，电路量很大。例如：当配置成TU11模式时，最多可以处理28个独立的支路，就要有28套独立的有限状态机电路。为了减小数字电路的规模，我们使用了时分处理这一新型经济的电路设计方法。
指针解释器和指针生成器都被设计成时分的有限状态机，28个独立的支路可以利用不同的隙复用相同的功能电路。同时在设计中一个最为明显的变化就是状态RAM的应用，在指针处理过程中产生的支路状态量不被保存在通常情况下的寄存器中，而是在输入和输出定时产生器的指导下保存在状态RAM相应的地址中。上述两种情况都对电路的时序安排提出了更高的要求。在实际的电路中，VC4处理器的工作频率为19.44MHz。在VC4处理器内部将输入的数据流分解成3路TUG3数据流分别送到三个TUG3处理器。TUG3中封装的每一支路单元在处理中都占据三个19.44MHz时钟的周期。在第一个时钟周期内，完成状态RAM的读操作，将支路的各种状态向量读出；在第二个时钟周期时，根据完成有关指针解释和指针生成状态机的操作，生成支路的中间状态；在第三个时钟周期内，完成状态RAM的写操作，将有限状态机生成的支路状态向量存储到状态RAM中。上述三个周期正好对一个支路完成全部操作，在接下来的三个时钟周期内则对另一个支路完成操作。上面的时序安排需要相关的RAM操作控制电路来实现，它虽然在一定程度上增加了电路的复杂度，但是这种时分复用的方法明显地减小了电路的规模，大约为原来的4%。
5 弹性存储器容量
在SDH的指针调整中，由于FIFO的读写时钟都是带有缺口的时钟，所以FIFO弹性存储器容量的计算不同于PDH中码速调整的缓存容量的计算。为了得到更好的性能，通过相位检测的方法来决定缓存器的大小，同时在计算过程殊的情况要加以考虑。在ITU-T建议G.783中，对不同级别VC的指针调整的正调整和负调整门限的最小差值作了规定，以满足在接收端的性能要求，它们分别为：对于VC-12和VC-11，值为2字节；对VC-3，值为4字节。下面以VC-12为例计算缓存容量的大小。
相位检测的方法是比较缓存器的读写时钟。当相位差φ（t）小于在调整门限Tp时，指针对调整事件发生；当相位差φ（t）大于负调整门限Tn时，指针负调整事件发生；当相位差φ（t）在正调整门限Tp和Tn负调整门限时，没有指针调整事件发生。按照G.783建议的规定，有Tn-Tp≥2byte。
当φ(t)刚刚大于正调整门限Tp时，输入的VC又有一个正调整时钟的缺口，此时有φmin(t)=Tp-1byte，对于缓存要保证无误码，需有φ(t)>0，从而计算出Tp应大于1个字节。
当φ（t）刚刚小于负调整门限Tn时，输入的VC又有一个负调整时钟的缺口，此时读写时差为φmax（t）=Tn+1byte。
如果要保证无误码传输，设缓存读写时差的最小差值为1个字节，由此可以得出VC-12指针调整时所需缓存的最小容量为：
C=1byte+φman（t）=1byte+Tn+1byte
=1byte+(Tn-Tp)+Tp+1byte
=1byte+2byte+2byte+1byte=6byte。
运用同样的方法，可以计算出VC-11指针调整所需的最小容量为6byte，而VC-3指针调整所需的最小容量为12byte。
集成电路的应用范文第3篇
【关键词】激光微加工 集成电路 制造业
激光能够非常好的适应空间，并且具有良好的空间适应性以及时间适应性。尤其是能够针对不同的材质、形状尺寸等加工适应度非常高，非常适合自动化加工体验。激光微加工技术能够将加工手段与计算机数控进行完美的结合，并且进一步成为现代化制造业优质、高效、低成本、适应性强的关键技术。一般情况下，激光微加工技术主要适用于电子产品，因为电子产品对于加工技术的要求比较严格，利用激光微加工技术进行各种高科技的应用，能够进一步提高电子产品的质量。
1 激光微加工技术的主要特点
1.1 激光微加工速度快
由于激光的能量束密度非常高，所以热影响区域小，这样一来加工的速度也就会进一步提高，从而实现对于微电子产业中各种高硬度、高脆性以及高熔点的材料进行加工。
1.2 无需机械接触
激光束不需要针对加工材料进行传统的机械挤压或者机械应力，这样对于加工材料的损害就会相应减少，也不至于损坏被加工的物体。由于这样的特性，也不会由于加工而引起有毒气体、废液、废料的产生，对于环境也不会造成影响，代表着未来电子制造业的最先进的加工工艺。
1.3 激光直写
激光直写技术能够突破传统的模板限制，并且根据加成法和减成法的制造方式都能够统一完成，可以说激光微加工技术的工艺集成度非常的高，也尤为符合集成电路制造的小批量、快速试制的要求。
1.4 激光技术与计算机集成系统相结合
通过激光微加工技术与计算机集成制造系统相结合的方式，能够保证计算加工的内容和方式变得更为精确，也能够保证激光微加工技术易于导向、聚焦，从而针对经常变换不同加工模式的用户非常的方便。
2 激光微加工技术的应用
2.1 激光微调
所谓的激光微调，就是利用激光束聚焦点的光斑来达到要求的能量密度，并且尽可能的选择汽化一部分材料，进一步保证电子元器件的精密调解。通过激光未加工技术来针对电阻、电容、石英晶体、集成电路等进行调解，能够保证以集中的能量来进行加工材料，并且对于附近的元器件影响非常小，也不会产生一定的污染，与其他加工方式相比，激光微调具有速度快、成本低、效率高的有点，并且能够精确到每秒中调解200个电阻。从目前激光微调技术发展的方向来看，激光微调技术融合了激光、光学、精密机械、电子学、计算机等一系列高科技项目，而且激光微调技术未来的发展方式也在朝向多功能、高速高自动化的发展方向。
2.2 激光打孔
目前我们使用的各种银行卡中IC芯片封装都是利用激光打孔技术嵌入的，目前最常用的多层电路板过孔加工的方法主要包括了光辅助化学刻蚀、等离子体蚀孔、机械打孔、激光打孔等方式，但是由于其他方法的使用成本太高、设备前期投资巨大，工艺要求无法满足，所以激光打孔已经逐渐发展成为主要的打孔方式，而且激光打孔更加的便宜、高柔性、低成本、适应材料丰富。
2.3 激光清洗
从目前来看，激光清洗的机理主要包括两种方式。一种是激光的能量被周围的微粒和清洗剂吸收，这样造成清洗剂快速升温，并且出现爆炸性汽化，这样就能够直接将材料表面的微粒冲出，从而达到清洗的目的。另一种方式并不需要清洗剂，而只需要激光照射在材料的表面，通过激光吸收的能量产生热能量，将微粒冲出表面，这样的方式需要激光的精度够高，被称为干式激光清洗法。
而且，随着集成电路的密封等级不断提高，制造过程中如果被微粒等污染，会导致材料出现严重不足，传统的化学清洗法、机械清洗法、超声波清洗法等对于材料表面的微粒处理非常的困难，但是激光清洗法能够通过无研磨、非接触、无热效应的方式针对各种材料进行清洗，从而有效的去除材料表面的微小颗粒，而且又不会使得模板出现碎裂或者其他污染，所以说激光清洗法师目前最有效、最安全的方法。
2.4 激光柔性布线
激光柔性布线技术是最近兴起的电路板布线技术，通过激光束的扫描光、热的作用来直接在集成路表面进行预涂层、溶液或者气体等，从而发生物理化学法宁，进一步形成金属导线的柔性不限技术。利用激光柔性不限技术能够针对集成电路板中封装结构的导线布线或者及时修复。激光柔性布线技术具有多样化的生产方式，适用于小批量生产。
2.5 激光微焊
激光微焊技术能够在集成电路中进行封装处理，对于引线和印刷电路板的焊接、引线和硅板之间的焊接、细导线和薄膜的焊接、集成电路的焊接等用途。激光微焊与其他的焊接技术相比较来说具有很明显的特点，比如激光强度更高、对周围加工产生热影响较小，而且激光可以达到其他方式无法进入的区域，从而保证激光与不同材料之间进行相同组合，这样也能够增强激光焊点的高精度。
3 结论
对于激光微加工技术来说，激光微加工技术的好与坏直接影响到产品的质量，所以激光是整个激光微加工技术过程中的重要环节。但是在目前的技术条件和水平之下，对于激光微加工技术无法实现全面的检验，对焊缝的无损检测技术也无法保证激光微加工技术。所以要对于激光环节的各个步骤进行严格的控制与管理，强化激光微加工技术过程中的激光微加工技术。本文通过对于激光微加工技术过程激光微加工技术保证的重要意义进行全面的分析，并且结合笔者在从事集成电路制造的多年经验进行深入的分析，从激光微加工技术不足入手，并且针对性的提出解决办法，促进集成电路制造的质量得到提升。
参考文献
[1]蔡志祥，曾晓雁.激光微熔覆技术的发展及应用[J].中国光学与应用光学，2010（05）：405-414.
[2]曹宇，李祥友，蔡志祥，曾晓雁.激光微加工技术在集成电路制造中的应用[J].光学与光电技术，2006（04）：25-28.
集成电路的应用范文第4篇
论文摘要：电子线路CAD技术在高职的电子信息工程技术专业中是非常重要的一门课程，在电子设计以及毕业设计中都讲用到该技术。电子线路CAD技术主要是用来绘制电路图，并在计算机上利用该绘图软件对电路进行排列，从而让设计出的电路更加的美观。本文主要是针对电子线路CAD技术在高职电子设计中的应用进行研究。
对于高职学生而言，要学习的不仅仅是专业知识，动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次，也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中，电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题，因此，在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索，说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。
1、电子线路CAD技术与电子设计的关系
随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用，电路在设计方面也越来越复杂与集成化，因此，对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求，在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以，就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。
2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用
电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件，然后结合学过的专业知识进行设计，以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面：
2.1 绘制电路图
在进行电子设计的过程中，要实现电路的功能最重要的就是编程，但是只有编程并不能完善整个设计，还需要有一个完善的电路来承载这个程序，让它实现它本该实现的功能。在电子设计中，我们一般运用的软件是PROTEL，绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库，能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度，并且绘制过程也更为方便。比如：我们在画好一个元器件后，觉得它应该放在其他的位置，则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。
2.2 计算机仿真
电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能，检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能，并且能够对一些数据进行仿真，可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言，在它的MULTISIM中有很多种仿真功能，这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候，我们首先要进行一个功能仿真，大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能，然后进行数据仿真，对该电路进行具体的分析，并改正错误的地方。在进行仿真过后，分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。
2.3 PCB板的设计
PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前，首先要将电路原理图导入，而导入的电路原理图必须是通过仿真的，而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后，设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线，设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线，然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。
2.4 三维视图
在将PCB板设计好之后，在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单，只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。
3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术
如上所述，掌握了电子线路CAD技术对于学生而言，可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中，我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本，介绍软件的功能、菜单等，辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆，即在课程中会用，考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。
解决这一问题的方法以，通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是：
(1)先整体后具体：在学习CAD技术时，先期进行总体介绍，让学生有全局的认识，打消畏难的情绪；而后开始进入各项目的的学习实践。
(2)先低频后高频：总体而言学生进入学习后应从简而繁，低频的一些电子产品其电路较之高频的简单，学习应从其中入手。
(3)先规范后异型：突出异型电路板的设计制做，其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力，在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。
(4)先单层后多层，先分立后贴片。此处不再缀言。
最后一点是，对于各个CAD制作的电路，不应仅停留于电脑的设计，在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观，并更有成就感，随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然，这种做法也会使教学的成本大幅上扬，但从人才培养的角度看，这样的投入是值得的。
4、结语
在电子设计中运用电子线路CAD技术，不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时，让学生通过在自主地进行一些电子设计，并在的过程中运用该技术，适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。
参考文献
[1]朱洁.电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用[J].中国现代教育装备，2010，(15):55～57.
集成电路的应用范文第5篇
【关键词】Muhisimll仿真实验技术电子线路课程教学 应用
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）09C-0185-02
电子线路是中职电类专业一门重要的专业课，内容较多、原理复杂，只有把理论与实践有机结合起来进行教学，才能取得较好的教学效果。为解决理论教学与实验实践相互脱节的矛盾，把Muhisim11虚拟仿真实验引入课堂教学，把理论教学和实验实践有机结合起来，可以使课堂教学变得更为形象、生动、直观，有效激发学生的学习兴趣，从而提高课堂教学质量和教学效果。
一、Multisim11介绍
Muhisim11软件是由美国National Instrument公司（简称NI公司）所开发的一种集多种功能于一体的电子仿真（EDA）高层次工具软件，该软件不仅仅能够用于电子线路的虚拟仿真，同时还能够用于LabVIEW虚拟仪器、单片机仿真等方面，而且其在技术方面也有着许多的创新。Muhisim11通过更加直观的图形界面来帮助进行电路的创建，并且在计算机的屏幕上展示了所模仿的真实实验室的工作台，这就为模拟各种电路实验提供了条件，同时该软件中还包括了各种电路仿真所需要的各种测试仪器，只需要在进行电路仿真时根据需要选取就可以了。Multi-simll提供了多种虚拟仪器，这就能够很好地克服传统的实验室的那种呆板的实验方法，而且能够将实验带到教室中去，为教学提供更多的方便。总的来说Mul-tisimll具有如下特点：第一，拥有良好的图形界面，通过计算机能够模拟真实的电子实验室工作平台，其中包含了各种绘制电路图所需要的元器件以及进行测试所需要的测试仪器，这些都能够直接从屏幕上进行选取。第二，提供了多种虚拟仪器，而且这些虚拟仪器与真实的事物都十分相似（操作与外形），并且还能够保存测量结果。第三，拥有相当完善的分析手段，Muhisim11提供了多种分析手段，能够完全满足中职电子线路课程的电路分析；第四，具有相当强的仿真能力，不仅仅是能够对各种元件进行模拟仿真，同时还能够对多种电路以及单片机等进行仿真；第五，可以用来作为电路设计工具，同时该软件还能够与其他的各种电路分析、设计和制板软件进行数据交换。
同时，还必须要认识到的是，教学版的Muhisim11本就是围绕着教师的教学所进行设计的，具有更强的教学特性，而这也能够与学生的知识水平或课堂内容相匹配，这就能够使得教学更加简单。
二、Multisim11仿真实验技术在电子线路课程应用课堂教学中的作用
（一）实现理论教学与学生动手实践相结合，提高课堂教学质量和教学效果
用Multisim11仿真实验进行课堂教学，教师在进行理论讲授的同时应用计算机进行仿真实验演示给学生观察，然后让学生在计算机上进行仿真实验，仿真实验成功之后，再让学生用电子元器件进行实践，把理论教学与实验实践有机结合起来。使原来抽象难学的理论知识，变成形象、直观、易学，学生从被动接受转变成为主动学习，从而有效激发学生的学习兴趣，提高课堂教学质量和教学效果。
（二）可以有效减少耗材，提高实验实践的成功率
Multisim11仿真软件里仪器设备种类齐全、电子元器件丰富，要进行某个电路仿真，只需要运行该软件，简单从计算机屏幕的元件库中调出所需的虚拟元件，并连接成具有实物功能的电路，再调出虚拟电源和测量仪器连接好后，接通虚拟开关即可开始自动仿真，就可以和实物实验一样对电路进行测试分析。学生先用Mul-tisim11仿真软件进行实验，成功之后再用实物实践，避免了实验仪器的损坏与实验材料的无意损坏，大大提高了实践的成功率，有利于增强学生的学习信心，有效促进学生学习专业知识和专业技能。
（三）有利于培养学生的创新能力
虚拟仿真实验的引入，突破了实验受元器件、仪器设备、时间和空间的限制，元器件和仪器设备使用时只需从计算机里调出，取之不尽、用之不竭，学生的实验也不必局限于实验室和实验时间，可以根据自己的兴趣爱好，随时利用计算机进行各部分电路仿真实验，使学生提出问题、分析问题和解决问题的能力不断增强。引入虚拟仿真实验，学生可以放心大胆做各种自己想做的实验和测试，不会因接线出错而造成短路事故，也不会因操作失误造成人员或仪器设备的损伤；实验时还可以任意设置故障，如：电阻开路、电容或三极管极间短路或开路等，在不同的故障状态下观察电路的工作情况，有利于拓宽学生的视野和知识面，培养他们排除故障、解决实际问题的能力。应用仿真软件进行电路测试训练时，学生可以不断改变电路中各种元器件的参数、晶体二极管、三极管及集成电路的型号来调整电路，使之更加合乎要求，得出较为理想的电路，培养学生不断开拓创新的思维和能力。
三、Multisim11软件在电子线路课程教学中的实际应用
以桥式整流电路的仿真实验为例，Muldsim11软件在电子线路教学中的实际应用有如下方面：
（一）利用Multisim11创建电路图
利用Multisim11创建电路图，可以节省各种实物连接的时间。利用Multisim11来创建电路图，不需要在课前进行相关的实物准备，同时在课堂教学时也能够省下很多实物连接的时间，为课堂教学留出更多的时间，但是却能够起到实物实验的相同作用。首先就是利用Multisim11来创建电路图，并且通过多媒体来让学生们看到整个过程，这样就能够让学生们在了解这堂课的同时，也能够对Multisim11的使用有所了解。为此，先从Multisim11的元件库中选取仿真实验所需要的元器件，并且将这些选取好的元器件放到适当的位置上，然后是根据需要进行参数的设置，用以确保仿真的结果能够与实际的电路相一致，让学生能够有一个正确的认识。在仿真电路中所使用的二极管和变压器都采用实物元器件的模型，这样就能够让学生对于实物也有所认识。在进行导线连接时，只需要将鼠标的指针移动到所要进行连线的元器件或者是仪器的引脚处即可，然后当看到鼠标指针变为一个中心为小圆点的十字形时，点击鼠标左键，这样就将连线起点拉到连线的终点，这样就能够完成自动布线，这样不仅能够让教师更加的省心、省时，而且也能够让学生更加的清楚整个过程、了解整个过程。同时为了能够让学生们更加方便地进行观察，还可以使用不同的颜色来代表不同的导线。电路图如图1。
（二）保存电路图
保存电路图，方便随时使用。将电路图绘制完毕后，就将电路图进行保存，这样就能够在课堂教学中随时进行调用，这样就能够通过电路图与课堂教学内容进行良好的配合，加深学生对知识的理解。而且在保存之后，如果以后的教学中有需要的时候也能够进行重复使用。
（三）对电路进行仿真分析
Multisim11软件仿真的开始与停止都非常的简单，只需要通过软件上的“启动／停止”开关，就能对整个仿真过程进行控制，从而使其能够配合整个教学过程，使得教学能够更加生动形象。
让学生观察变压器输入端以及整流电路输出端的波形：将开关J1置于断开的状态，然后观察示波器XSC1所显示的波形图，如图2所示，此时打开万用表U1、U2，读取其中的数据。然后让学生自己画出示波器上所显示的输入与输出波形。将儿进行闭合，然后让学生再次观察示波器所显示的输入波形和输出波形，如图3所示，并读取万用表上的读数。
通过对仿真电路中的示波器的波形变化以及万用表读数观察，就能很好地发现：整流电路能够将交流电转换成脉动直流电，并且整流电路的输出电压与输出电路中的元件存在一定的关系，当加入电容进行滤波后，输出电压变得更加的平滑，而且电压的平均值也有提高。
（四）整流原理讲解
通过Multisim11的仿真实验已经让学生对整个整流电路都有了一定的了解，此时只需要根据教材内容为学生们进行整流原理的讲解就能让学生对整流原理有着更加深刻的认识。此时可以利用多媒体来为学生进行说明。
当V2为正半周时，电压极性为上正下负，此时二极管D1、D3正偏导通，D2、D4反偏截止，负载RL上获得自上而下的电流。
当V2为负半周时，电压极性为上负下正，此时二极管D2、D4正偏导通，D1、D3反偏截止，负载RL上也获得自上而下的电流。
