BAB 1-Pengenalan Kepada Litar Bersepadu

TAKRIFAN:


MIKROELEKTRONIK:

• Merujuk kepada semua teknik-teknik yang digunakan dalam pembikinan litar-litar dan sistem elektronik yang sangat kecil termasuk semua jenis litar bersepadu silikon, litar-litar saput tipis dan tebal.

ELEKTRONIK:

• Elektronik  merujuk  kepada  cabang  sains  fizik  yang  berkaitan  dengan kelakuan  pengaliran  elektron-elektron  dan  pembawa-pembawa  elektrik yang lain di dalam hampagas, gas dan separa pengalir. (Bishop dan Owen, 1983)
• Pengaliran  cas-cas  elektronik - Arus Elektrik
• Laluan  tertutup  bagi  pengaliran  cas-cas elektrik - Litar Elektrik

 LITAR BERSEPADU:

• Sebuah litar lengkap yang biasanya dibina diatas substratum semikonduktor yang mempunyai fungsi yang sama dengan litar di atas PCB dalam satu pakej yang sangat kecil dimana litarnya mungkin suatu litar kompleks yang terdiri dari gabungan beberapa sehingga berjuta-juta komponen.

KEGUNAAN:

• SISTEM PELURU BERPANDU
• KAPAL ANGKASA
• TELEFON BIMBIT
• KOMPUTER
• PERALATAN PERUBATAN
• SISTEM KETENTERAAN

KELEBIHAN:

= Saiz fizikal yang kecil (kini bersaiz nanometer)

= Ringan

= Kos yang rendah akibat pengeluaran besar-besaran(mess-production) &penggunaan wafer (kira-kira 400 serpihan)

= Penggunaan kuasa yang rendah (5 Volt)- saiz kecil

= Kebolehpercayaan tinggi(suhu yang rendah)-tahan lama

= Sesuai untuk isyarat real-time (komponen yang rapat)

= Mudah ditukarganti -murah

KEKURANGAN:

= Gegelung dan Aruhan belum dapat difabrikasi

= Tidak sesuai untuk kegunaan berkuasa tinggi

= Sensitif terhadap kepanasan melampau

= Sensitif kepada cas elektrostatik

PAKEJ LITAR BERSEPADU:

Bahagian dalaman sebuah IC jenis DIP

FUNGSI PAKEJ LITAR BERSEPADU:

= Menutup keseluruhan LB dengan plastik, seramik atau logam.

= Membolehkan LB disambung dengan papan litar

= Memberi perlindungan fizikal kepada LB dari kerosakan/calar

= Memberi perlindungan dari wap air / gas / bahan kimia dari persekitaran

= Memudahkan LB berada dalam bentuk yang dapat dipasarkan

= Memudahkan LB dalam bentuk yang mudah digunakan

JENIS-JENIS BUNGKUSAN:


= Dual Inline Package ( DIP )
= Metal Can
= Pin Grid Array ( PGA )
= Ball Grid Array ( BGA )
= Quad Package
= Flat Pack
= Plastic Leaded Chip Carrier ( PLCC )
= Leadless Leadframe Package ( LLP )

PLASTIC PACKAGES:

  

SERAMIK PACKAGES:

                      

Hukum Moore

Gordon Earle Moore

         -Pengasas dan Bekas Pengerusi dan CEO Intel Corporation-1964
-Degree in Chemistry dari University of California, Berkeley
-Ph.D. in Chemistry and Physics dari California Institute of Technology (Caltech)
-Moore telah dianugerahkan “2008 IEEE Medal of Honor”

Moore menyatakan bahawa "Jumlah transistor pada serpih akan bertambah dua kali ganda dalam setiap tempoh 18 hingga 24 bulan.”

“Kelajuan kendalian mikropemproses juga akan bertambah dua kali ganda pada tempoh yang sama, jika kos pengeluaran adalah tetap."

Litar Bersepadu Terawal
                                    

      Intel 4004 (1971)
      First CPU by Intel 750 Khz
      2,300 Transistor

  Intel 8086 CPU (1978)
  9 MHz   29,000 Transistor

    Intel 386 (1985)
    CPU for the first PC
    33 MHz 
    275,000 Transistor

Evolusi Litar Bersepadu

   SSI     - Small Scale Integration (1961 – 1966)

MSI    - Medium Scale Integration (1967 – 1971)

LSI     - Large Scale Integration (1972 – 1980)

VLSI   - Very Large Scale Integration (1981 – 1990)

ULSI   - Ultra Large Scale Integration (1991 – 1999)

GSI     - Giant Scale Integration (2000 – Kini )

Teknologi-Teknologi Bagi Litar Bersepadu MOS

Teknologi bagi litar bersepadu terbahagi kepada tiga iaitu :

• Hibrid
• Monolitik
• Saput
  

Monolitik

• Semua komponen ( aktif & pasif ) dihasilkan pada    satu serpih silicon ( wafer )
• Paling popular
• Kos yang rendah
• Kebolehpercayaan tinggi

Kelemahan

• Kelemahan pemencilan
• Julat komponen pasif terhad
• Rekabentuk litar tidak anjal
  

Hibrid

• Pergabungan dua / lebih serpih
• Percantuman kaedah fabrikasi monolik & filem
• Komponen aktif dibentuk secara kaedah monolitik
• Komponen pasif dibentuk secara kaedah filem
• Rekabentuk yang paling anjal
• Digunakan sebagai prototaip litar bersepadu monolitik    

Kelemahan

• Kos terlalu tinggi
• Kurang kebolehpercayaan 

Filem

• Komponen dihasilkan di atas serpih penebat seperti seramik atau kaca
• Komponen pasif sahaja
• Julat komponen lebih luas
• Kurang masalah pemencilan
• Komponen aktif boleh ditambahkan secara luaran- rekabentuk yang lebih anjal

Kelemahan

• Kos lebih tinggi
• Tidak sesuai untuk komponen aktif