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THEMA: Wie wird ein Decoder gebaut ?

THEMA: Wie wird ein Decoder gebaut ?
Startbeitrag
Balu - 13.05.10 17:50
Moin zusammen ,
in Decoderbeschreibungen ließt man häufig das in einem Teil des Decoders ( meistens vergossen ) ca. 20.000 Einzelteile vorhanden sind . Mich interesseirt mal , wie diese kleinen Teile da reingebracht werden und  eventuell noch verlötet werden . Das müßte ja in den Macro - Bereich hineingehen .Ich denke mal , das daß per Menschenhand nicht mehr machbar ist .
Wer weiß was genaues darüber?
Gibt es z. B. auf youtube darüber ein Video oder haben Hersteller einen  Info - Film darüber .
Ich fände es sehr aufschlussreich , da mal etwas darüber zu erfahren .

Gruß
Thomas

Die Elektronischen Schaltungen werden auf 3 weisen immer mehr verkleinert
1. die Bauteile werden kleiner, können in den besonders kleinen Bauformen nur noch mit bestückungsrobottern manipuliert werden
2. Hybrid und Dischschichtschaltungen sind so ziemlich aus der Mode gekommen bei Decodern. Hier werden die Bautreile ohne Gehäuse montiert, gebondet und dann vergossen
3. Integrierte Schaltungen, da werden die Bauteile geätzt und in mehreren Beschichtungs ätz und Manipulationsvorgängen direkt auf einem Kristall aufgebaut. Man ist hier bereits im Nanometer Bereich in dem es Baugruppen von einigen hundert Atomen gibt.

Der 3. Punkt ist es vermutlich der interessiert, einfach im Netz nach Integrierten Schaltungen suchen da findet sich genug.
Hallo Thomas,

ich bezweifel mal, dass der vergossene Mikrocontroller wirklich über 20.000 einzeln zusammengesetzte Teile verfügt. Es müssen zwar die Anschlüsse kontaktiert (bonding) werden, aber das ist nicht so viel - die Vielzahl der Funktionen finden sich auf der komplexen Mikrocontroller-Grundplatte (Die).

Vielleicht reden wir ja von diesen ca. 20.000 Transistor-Funktionen, die sich auf dem Mikrocontroller befinden. Auch wenn es Transistoren als Einzelbauteile gibt - dort werden sie mit photo-chemischen Verfahren (Belichten, Dotieren und Ätzen) aufgebracht - also nichts mit einzeln mechanisch zusammen fügen... Allerdings sind auch hier etliche Arbeitsschritte erforderlich, die heutzutage hoch automatisiert durchgeführt werden - ansonsten könnten Mikrocontroller nicht für 1-2 € angeboten werden...

Viele Grüße
Burkhard
Hallo,

das mit den Einzelteilen ist so: Diese sind auf einem Silizium-Chip integriert. Durch entsprechende Materialveränderung (sog. Dotierung) kann man bestimme Eigenschaften erreichen. Auf diese Weise lassen sich Dioden, Transistoren usw. ausbilden. Das Ganze spielt sich im 1-2 stelligen Nanometer Bereich ab.

Vergossene Teile von Elektronikplatinen beherbergen "nackte" Silizum-Chip(s) (sog. Dice), die mit Golddrähten an die entsprechenden Kontakte der Leiterplatte angeschlossen werden (Direktbonden). Dies wurde bei Lokdecodern aus Platzgründen gemacht, bei Schaltungen mit hoher Stückzahl mitunter auch aus Preisgründen und wegen der Nachbausicherheit. Der Einbau des Dice in eine Gehäuse kostet auch Geld, allerdings sind heute die Produktionsmethoden für Schaltung in Standardgehäusen in kleiner Stückzahl billiger und weniger fehleranfällig.

Konkret: Beim DHL-050 und DHL-100 sitzt jeweils nur ein Chip unter dem Klecks (der ASIC), beim DHL-160 sitzen da 2 Chips (der ASIC und ein Microcontroller vom Typ PIC 12F629). Beim DHP-160 gibts keinen Klecks mehr, der ASIC und der Prozessor sind getrennt in standardisierten Gehäusen (QFN) eingebaut, die mit normalen SMD-Bestückungsautomaten verarbeitet werden können.

Grüße, Peter W.

Moin  zusammen ,
erst einmal vielen Dank für die aufschlußreichen Antworten . Den ASIC hatte ich auch gemeint . Es ist schon beindruckend was technisch Heute so alles zu machen ist
Vielen Dank noch mal .

Gruß
Thomas
Hallo
Als ich mal bei Uhlenbrock auf Lehrgang war ( Ja sowas wird benötigt wenn man in der Moba-Branche arbeitet) konnten wir uns die Produktion der Decoder mal ansehen. Grob gesagt sah das dann folgendermassen aus: ( jetzt auch schon fast 10 Jahre her)
Vorgestanzte Platinen werden durch ein Zinnbad gezogen- vom  Roboter mit SMD-Bauteilen bestückt ( die werden erstmal aufgeklebt ) und dann mittels Heissluft verlötet. Und schon waren wieder 10 Decoder fertig.
Ich denke mal das wird so oder so ähnlich auch bei anderen Herstellern ablaufen, wobei auch hier modernere Techniken einzug halten .
schönen Gruß aus der Vulkaneifel
Mathias
Also die 20.000 "Bauteile" befinden sich auf einem Siliziumchip von 10-20mm²
In einem PC Haben heute die Transistoren auf dem Rechnerchip eine kantenlänge von um die 35µm=0,035 mm, davon passen also 30x30 = 900 Transistoren auf einen mm².  Diese Transistoren werden natürlich viel größer gezeichnet, und dann auf das benötigte Maß verkleinert. Früher bei den ersten Schaltkreisen wurden da wirklich m² große Zeichnungen angefertigt und diese dann auf das benötigte Maß Optisch verkleinert, heute wird es wohl mit PC gezeichnet und mit Laser belichtet.
Für eine Transistorherstellung werden dabei 5-6 Deckungsgleiche "Filme" benötigt. Die Verbindungen werden dann nach aufbringen von Isolierschichten (mit Lücken für die Kontakte) aufgedampft. Dies dann natürlich auch wieder in mehreren hauchdünnen Lagen. Diese dann fertige Schaltung hat dann entweder direkt auf die Platine geklebt und angeschlossen (Nacktchipverfahren das entsprechende Maschienen benötigt) oder aber in ein leicht handhabbares Gehäuse für "jederman" verpackt.  
Hallo ptlbahn, die Abschätzung für moderne PC-Mikroprozessoren stimmt dann doch nicht mehr ganz. Ein Beispiel findest Du hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Itanium_2#Tukwila

Das sind 2 Milliarden Transistoren auf 700 mm², also 2,9 Millionen Transistoren pro mm². Ist geringfügig mehr als 900.
Stimmt, wir sind ja schon im Nanometerbereich für einen Transistor!
Tja, wie es früher war wird es nie wieder....
Unser Informatik-Lehrer hatte einen "Schaltplan" eines 8080-Intel-Prozessors (aus Ende der 70er Jahre) und warf den als Overhead an die Wand. Da konnt man tatsächlich noch soeben die Transistoren sehen, die (eingezeichnet) ein ".und." geschaltet hatten....

Ich glaub bei heutigen Prozessoren müsste man schon eine Autokino-Leinwand nehmen und dann noch eine Lupe....
Moin , ich noch einmal ,
wenn ich mir vorstelle , das die Technik die z. b. in meinem Lap - Top enthalten ist , noch  altherkömmlich mit Relais geschaltet wird , hätte ich neben meinem Haus wohl eine riesige Halle stehen und zehn Techniker die das überwachen .
Wahnsinn !!
Das müssen doch mal ein paar findige Köpfe alles erdacht haben .
Ich erinnere mich noch daran wie stolz das  BKA ( Bundeskriminalamt ) seinerzeit war als deren Computerkapazität 1 Mega -Byte betrug . Das war ein reisiger mit Technik vollgestopfter Saal .
In meinem Beruf bei der Feuerwehr erinnere ich mich an die ersten Alarmempfänger , die waren so groß wie Kofferradio´s mit einer riesen langen Antenne und gaben bei Alarm lediglich einen lauten Brummton von  sich . Wenn du da mit dem Ding ins Freibad gegangen bist kontest du der Aufmerksamkeit der anderen , insbesondere der Mädchen , sicher sein . Heute sind die Geräte so klein und leicht , das man genau hinsehen muß um zu Prüfen , ob man den am Gürtel hat . Mit sehr lautem  Alarmierungston und anschließender Durchsage , inklusiv Textmitteilung auf dem Display . So ist´s ja auch mit den Handy´s , wenn ich da an die ersten Hundeknochen denke mit denen man wirklich " nur " telefonieren konnte . Es ist schon toll wie sich das alles entwickelt hat .

Gruß
Thomas
Ob Du mit einer Halle auskommst möchte ich bezweifeln: ein Kühlschrank großer "Kernspeicher" hatte 4 Kilobyte... da kann man sich das ja mal ausrechnen....

Ich weiß noch wie ich in der Lehre war hatte der "Großrechner" IBM System 3 einen Speicher von 128 kByte, 2 x Wechselplattenlaufwerke von je 50 MB und 2 Plattenlaufwerke von je 250 MB.
Die Laufwerke waren so groß wie Waschmaschinen, der Rechner hatte die Größe eines Kleiderschranks.


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