Tehnologie Electronică

Tehnologia este disciplina ce are ca obiect de studiu modalităţile practice de obţinere a unor bunuri materiale. Tehnologiile sunt foarte diferite şi variate, acestea fiind specifice domeniilor: mecanic, electric, electronic, metalurgic, etc.

Tehnologia electronică este o disciplină relativ nouă care se ocupă de procedeele de realizare a componentelor şi a circuitelor electronice, precum şi de modalităţile de asamblare a acestora pentru realizarea aparaturii electronice.

Tehnologia electronică cuprinde mai multe domenii în funcţie de specificul fabricaţiei:

Tehnologia componentelor electronice pasive;

Tehnologia dispozitivelor semiconductoare şi a circuitelor integrate;

Tehnologii de realizare a modulelor electronice (packaging electronic);

Tehnologia aparatelor şi a sistemelor electronice.

Tehnologia microelectronică abordează modalităţile de realizare al dispozitivelor electronice discrete şi al circuitelor integrate. Reducerea gabaritului şi a preţului de cost precum şi creşterea fiabilităţii echipamentelor electronice s-au obţinut odată cu dezvoltarea tehnologiilor de realizare a circuitelor integrate şi cu cele de asamblare modulară. Tehnologia microelectronică are la bază un număr important de etape tehnologice elementare pentru fabricarea dispozitivelor semiconductoare şi a circuitelor integrate.

Activităţile corespunzătoare domeniului sunt foarte diverse:

elaborarea de materiale semiconductoare, realizarea plachetelor semiconductoare, tehnologii pentru realizarea joncţiunilor, tehnici pentru depuneri de straturi, tehnici de interconectare, producţia de componente şi dispozitive

electronice, tehnicile de testare legate de producţie şi de

procedee tehnologice, proiectarea asistată de calculator, etc.

Cicluri de fabricaţie Procesele de fabricaţie specifice domeniului electronic sunt foarte diverse, acestea fiind în continuă schimbare şi perfecţionare.

Circuitele integrate sunt acele circuite în care un număr de elemente de circuit sunt asociate şi interconectate electric inseparabil.

După modul de realizare circuitele integrate pot fi: Semiconductoare, Peliculare Hibride.

Circuitele integrate semiconductoare sunt structuri formate în interiorul sau pe suprafaţa unei porţiuni de material semiconductor monocristalin.

Dintre acestea, cele de tip monolit au elementele de circuit formate într-o singură structură semiconductoare (cip), iar cele fragmentare se realizează din mai multe structuri monolitice, interconectate între ele.

Toate aceste structuri se bazează pe proprietăţile joncţiunilor (tranzistoare bipolare) sau a influenţei câmpului electric asupra deplasării purtătorilor de sarcină (tranzistoare cu efect de câmp).

Pentru fabricarea unui circuit integrat tehnologia microelectronică face apel la un număr important de etape tehnologice elementare.

a)a) Ciclul de fabricaţie al siliciului cu Ciclul de fabricaţie al siliciului cu structură cristalină şi cel al structură cristalină şi cel al plachetelorplachetelor

Principalele etape care se parcurg pentru realizarea materiei prime (plachetele de siliciu) necesare domeniului sunt:

purificarea siliciului;

fabricarea cristalului de siliciu;

fabricarea plachetelor de siliciu.

b)b) Ciclul de fabricaţie al dispozitivelor Ciclul de fabricaţie al dispozitivelor semiconductoaresemiconductoare Principalele operaţii care se parcurg pentru

transformarea materiei prime în dispozitive semiconductoare şi de circuite integrate sunt:

tehnicile de impurificare controlată

tehnicile de depuneri de straturi

litografia şi gravura

operaţii de marcare-testare, montaj-încapsulare.

Filiera tehnologică reprezintă un ansamblu de etape ai căror parametri şi a căror succesiune au fost stabilite de un producător şi pe care acesta le aplică pentru a realiza diferite tipuri de componente.

Ciclul complet de fabricaţie al circuitelor integrate poate fi schematizat aşa cum se indică în figura

In tehnologiile recente pot interveni până la 15 fotolitografii pe parcursul fabricării unui circuit.

După încheierea ciclului de fabricaţie (constând în parcurgerea unui număr de etape, uneori în mod repetat), plachetele sunt testate şi apoi decupate. Decuparea, realizată după direcţia axelor cristalografice, permite obţinerea cipurilor. Cipurile sunt apoi încapsulate (în capsule normalizate de circuit integrat), marcate şi testate. În unele cazuri se montează mai multe cipuri în aceeaşi capsulă şi se interconectează prin trasee interne. Se limitează astfel numărul interconexiunilor externe. Acestea sunt numite circuite hibride si pot avea mai multe sute de pini pentru conexiuni spre exterior.

Procedeele tehnologice recente ating uşor între 400 şi 500 de etape elementare. Se explică astfel de ce durata de fabricaţie a unui circuit integrat actual este de 2-3 luni, în funcţie de gradul de complexitate. Scopul unei tehnologii este acela de a produce circuite integrate cu performanţele dorite, cu fiabilitate maximă şi cu cheltuieli minime. Pentru aceasta densitatea de integrare şi randamentul de fabricaţie trebuie să fie maxime.