ДРЕВНИЕ ГИБРИДНЫЕ МИКРОСХЕМЫ -= Сделано в СССР =-

Вы думаете что Первый Искусственный Спутник Земли передавал сигналы из космоса с помощью лампового передатчика ? И что Советская микроэлектроника была самой Большой электроникой в мире ? Вы глубоко заблуждаетесь!
То что самые малые модули и микросхемы были созданы на западе и в Японии - это миф!
И Гибридные Микро Схемы тому живое доказательство!

Первая в мире гибридная интегральная схема «Квант» (позже получившая обозначение «ГИС серии 116») была разработана в 1962 году в ленинградском НИИ Радиоэлектроники (НИИРЭ, позже НПО «Ленинец»), главный конструктор — А. Н. Пелипченко. Она же была первой в мире ГИС с двухуровневой интеграцией — в качестве активных элементов в ней использованы не дискретные бескорпусные транзисторы, а третья в мире полупроводниковая ИС «Р12-2», разработанная и изготовленная в том же 1962 году по заказу НИИРЭ Рижским заводом полупроводниковых приборов (РЗПП), главный конструктор — Ю. В. Осокин. ГИС производилась до середины 1990-х годов, то есть более 30 лет.

Первая зарубежная ГИС была анонсирована фирмой IBM в 1964 году в виде STL-модулей, которые были созданы фирмой для нового семейства компьютеров IBM-360.

Следующая гибридная толстоплёночная интегральная микросхема (серия 201 «Тропа») была разработана в 1963-65 годах в НИИ точной технологии («Ангстрем»), серийное производство с 1965 года].

Разработки и исследования в области специальной микроэлектроники велись ЛНПО «Авангард». Результатом работы было создание новых видов комплектующих изделий РЭА — микросборок и устройств функциональной электроники.

Гибридные МС являются дальнейшим развитием идеи микромодулей — компактных законченных функциональных блоков, собранных на миниатюрных бескорпусных элементах очень плотным монтажом. Микромодули же, в свою очередь, продолжают идеи компактронов — комбинированных радиоламп, содержащих в одном баллоне 3 и более лампы. Ещё до Второй Мировой войны существовали компактроны, в которых сразу были выполнены межэлектродные соединения ламп в нужную схему, а также имелись проволочные резисторы и дроссели, это и были первые микромодули и непосредственные предки гибридных МС.

Гибридная интегральная схема (гибридная микросхема, микросборка, ГИС, ГИМС) — интегральная схема, в которой наряду с элементами, неразъёмно связанными на поверхности или в объёме подложки, используются навесные микроминиатюрные элементы (транзисторы, конденсаторы, полупроводниковые диоды, катушки индуктивности, вакуумные электронные приборы, кварцевые резонаторы и др.). В зависимости от метода изготовления неразъёмно связанных элементов различают гибридные, плёночную и полупроводниковую интегральные схемы.

Резисторы, контактные площадки и электрические проводники в ГИС изготовляют либо последовательным напылением на подложку различных материалов в вакуумных установках[1] (метод напыления через маски, метод фотолитографии — ГИС тонкоплёночной технологии), либо нанесением их в виде плёнок (химические способы, метод шёлкографии и др. — ГИС толстоплёночной технологии).

Величины плёночных резисторов могут быть скорректированы в процессе производства с помощью лазерной подгонки (лазерное воздействие локально испаряет материал резистора, уменьшая его сечение), что необходимо, например, для создания высокоточных ЦАП и АЦП.

Навесные элементы крепят на одной подложке с плёночными элементами, а их выводы присоединяют к соответствующим контактным площадкам пайкой или сваркой. ГИС, как правило, помещают в корпус и герметизируют. Применение ГИС в электронной аппаратуре повышает её надёжность, уменьшает габариты и массу.

В моем распоряжении ГИС К816УД2в. Операционный усилитель К816УД2 подобен К816УД1, с небольшим отличием - входной каскад УД1 выполнен на составных n-p-n транзисторах, а входной каскад УД2 выполнен с применением полевых n-канальных транзисторов с p-n-переходом.

[Thinking_Man]

Не были они дороже золота! Самым дорогим компонентом этой ИМС был корпус из ковара -- сплава, у которого ТКР был такой-же как у стекла.
Да, для среднестатистического радиолюбителя тех времен это была неведомая экзотика. Но на самом деле выпускался (и даже в справочниках приводились примеры, параметры и внутренние схемы) целый ряд гибридных ИС. Это были серии К224, К217, К228, К214 -- в общем все, у которых первая цифра была двойка. А еще туева хуча гибридных микросхем спец-заказа для бытовой аппаратуры с названием уже не по ГОСТовской классификации -- пластинки красного и желтого цвета с выводами в один ряд и с названием типа МС-УЛ1, МС-УН и тому подобное.
Были еще керамические резисторные сборки, применяемые в самописцах, телевизорах, точных вольтметрах и еще дофига где. И при такой массовости они не могли быть дорогими. Их собственно и разрабатывали для удешевления и унификации.
Если смотреть по стоимости, то вот пример: в первых советских телевизорах с дистанц.управлением сначала была плата фотоприемника размерами примерно 4х6 см с кучей деталей. Затем на заводе, где я работал, был разработан гибридный модуль взамен этой платы -- таблетка диаметром 20 мм и высотой 4. Тот-же функционал, но стоимость раз в 5 меньше (а не дороже золота). Но с широким внедрением уже не успели -- развал Союза. А затем буквально через пару лет стали доступны фотоприемники для ДУ в современном виде -- в корпусе как транзистор с еще меньшей стоимостью.
Но вот в военке эти гибридные сборки до сих пор актуальны. И не по причине цены, а из соображений надежности, веса и уникальности.
13:00 Просто сейчас более применяемы полевые транзисторы другого типа -- МОП или МДП (NMOS, PMOS). А тот, что нарисован, это полевой транзистор с п-н переходом (JFET). В настоящее время они тоже имеют применение, но более специфическое. И никогда из биполяра не делали полевик. Основа одинаковая, это да -- кремний. Но это основа практически всей современной полупроводниковой технологии.

[AlexOno]

Кстати, в моем НИИ в начале 90-х разрабатывалась ГИС для Владивостока. Я сам был в командировке, возил на тестирование опытные образцы. Вроде все прошло нормально. Керамика, кстати, у нас была тогда не японская.

[GEOGigalot]

Это называется "Этажерочный мовуль".Такая компоновка была придумана в Америке ещё в ламповые годы для автоматизации сборки. Эти керамические платки набивал и собирал автомат благодаря стандартному размеру керамической панельки. Пришло на замену ламповому шасси.

[СергейДобриогло-по]

Информация из Wikipedia. 7 мая 1952 года британский радиотехник Джеффри Даммер (англ. Geoffrey Dummer) впервые выдвинул идею объединения множества стандартных электронных компонентов в монолитном кристалле полупроводника. Осуществление этих предложений в те годы не могло состояться из-за недостаточного развития технологий.
В конце 1958 года и в первой половине 1959 года в полупроводниковой промышленности состоялся прорыв. Три человека, представлявшие три частные американские корпорации, решили три фундаментальные проблемы, препятствовавшие созданию интегральных схем. Джек Килби из Texas Instruments запатентовал принцип объединения, создал первые, несовершенные, прототипы ИС и довёл их до серийного производства. Курт Леговец из Sprague Electric Company изобрёл способ электрической изоляции компонентов, сформированных на одном кристалле полупроводника (изоляцию p-n-переходом (англ. P-n junction isolation). Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor изобрёл способ электрического соединения компонентов ИС (металлизацию алюминием) и предложил усовершенствованный вариант изоляции компонентов на базе новейшей планарной технологии Жана Эрни (англ. Jean Hoerni). 27 сентября 1960 года группа Джея Ласта (англ. Jay Last) создала на Fairchild Semiconductor первую работоспособную полупроводниковую ИС по идеям Нойса и Эрни. Texas Instruments, владевшая патентом на изобретение Килби, развязала против конкурентов патентную войну, завершившуюся в 1966 году мировым соглашением о перекрёстном лицензировании технологий.

Ранние логические ИС упомянутых серий строились буквально из стандартных компонентов, размеры и конфигурации которых были заданы технологическим процессом. Схемотехники, проектировавшие логические ИС конкретного семейства, оперировали одними и теми же типовыми диодами и транзисторами. В 1961-1962 г. парадигму проектирования сломал ведущий разработчик Sylvania Том Лонго, впервые использовав в одной ИС различные конфигурации транзисторов в зависимости от их функций в схеме. В конце 1962 г. Sylvania выпустила в продажу первое семейство разработанной Лонго транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) - исторически первый тип интегральной логики, сумевший надолго закрепиться на рынке. В аналоговой схемотехнике прорыв подобного уровня совершил в 1964-1965 годах разработчик операционных усилителей Fairchild Боб Видлар. Первая отечественная микросхема была создана в 1961 году в ТРТИ (Таганрогском Радиотехническом Институте) под руководством Л. Н. Колесова. Это событие привлекло внимание научной общественности страны, и ТРТИ был утверждён головным в системе мин-вуза по проблеме создания микроэлектронной аппаратуры высокой надёжности и автоматизации её производства. Сам же Л. Н. Колесов был назначен Председателем координационного совета по этой проблеме. Первая в СССР гибридная толсто-плёночная интегральная микросхема (серия 201 «Тропа») была разработана в 1963-65 годах в НИИ точной технологии («Ангстрем»), серийное производство с 1965 года. В разработке принимали участие специалисты НИЭМ (ныне НИИ «Аргон»). Первая в СССР полупроводниковая интегральная микросхема была создана на основе планарной технологии, разработанной в начале 1960 года в НИИ-35 (затем переименован в НИИ «Пульсар») коллективом, который в дальнейшем был переведён в НИИМЭ («Микрон»). Создание первой отечественной кремниевой интегральной схемы было сконцентрировано на разработке и производстве с военной приёмкой серии интегральных кремниевых схем ТС-100 (37 элементов - эквивалент схемотехнической сложности триггера, аналога американских ИС серии SN-51 фирмы Texas Instruments). Образцы-прототипы и производственные образцы кремниевых интегральных схем для воспроизводства были получены из США. Работы проводились в НИИ-35 (директор Трутко) и Фрязинским полупроводниковым заводом (директор Колмогоров) по оборонному заказу для использования в автономном высотомере системы наведения баллистической ракеты. Разработка включала шесть типовых интегральных кремниевых планарных схем серии ТС-100 и с организацией опытного производства заняла в НИИ-35 три года (с 1962 по 1965 год). Ещё два года ушло на освоение заводского производства с военной приёмкой во Фрязино (1967 год).

Параллельно работа по разработке интегральной схемы проводилась в центральном конструкторском бюро при Воронежском заводе полупроводниковых приборов (ныне - ОАО «НИИЭТ»). В 1965 году во время визита на ВЗПП министра электронной промышленности А. И. Шокина заводу было поручено провести научно-исследовательскую работу по созданию кремниевой монолитной схемы - НИР «Титан» (приказ министерства от 16.08.1965 г. № 92), которая была досрочно выполнена уже к концу года. Тема была успешно сдана Госкомиссии, и серия 104 микросхем диодно-транзисторной логики стала первым фиксированным достижением в области твердотельной микроэлектроники, что было отражено в приказе МЭП от 30.12.1965 г. № 403.


Уровни проектирования

[Алексей-ббв]

Как то и не почувствовалось что здесь почти 19 минут.

[vasiliyivanovich]

Я в детстве миниатюризировал радиопередатчик на кт315, вырезав на двухстороннем тексталите катушку с одной стороны, а дорожки с другой. Размер у неё получился с половину спичечного коробка. И ацки собой гордился за такую миниатюризацию.

[olegkurizin]

Даздравствуют советские микросхемы, самые большие микросхемы в мире!

[alenemec]

Я такую микросхему разрабатывал на 4-м курсе в виде курсача. Расчеты пленочных резисторов больше всего убивали.

[ololol]

до 1980 года в ссср точно не велись разработки интегральных микросхем и чипов на кремниевой основе, по крайней мере их не было в том виде в котором они существовали в сша, если даже почитать историю 1980-1988 создания персональных компьютеров в ссср, то там поголовно описываются процессоры 8088 и 8086 от Intel либо советские клоны этих процессоров ну они уже созданы в перестроечное время, а штаты вели свои разработки с конца 50ых и только в конце 60ых получили все эти микрочипы и микросхемы, а у ссср с 50 по конец 70 были только разработки плат на магнитных сердечниках(память на ферритовых кольцах)
В 1970 году Intel выпустила память DRAM на полупроводниковой микросхеме. В отличие от памяти на магнитных сердечниках, память на микросхемах не требовала мощного источника питания при работе и кропотливого ручного труда при производстве, а её ёмкость росла экспоненциально согласно закону Мура. Таким образом в 1970-х годах память на магнитных сердечниках была вытеснена с рынка, даже если ссср создал гибридную интегральную микросхему, он всё равно отставал от развития микроэлектроники, в то время как япония и сша производили это всё конвейерно в огромном количестве, да что тут говорить, советские люди когда увидели клоны зарубежных 8 битных игровых консолей (писались кипятком), а видеомагнитафоны, мини музыкальные плееры, ссср отставал от развитых стран на 20 лет вот и весь расклад, а то на тебе сейчас прапогондонят что совок интернет создал, ну это же дибилизм, да были локальные сети в некоторых городах между эвм.ну и ещё система (периметр), но та сеть-интернет которой мы сейчас пользуемся пошла от американской военной сети (арпанет), и вообще если ты говоришь что ссср был прорадителем интегралки, то почему даже довольно старые компьютеры програмируются на языке латиницы, даже советские компьютеры, я не видел ни одного эвм который бы использовал язык программирования кирилицей

[igorkirienkoukrainekiev]

Подложка из керамики ситалл, навесной монтаж элементов сделан вручную пинцетом под бинокулярным микроскопом с увеличением 16х (до 32х максимум), сварка сделана специальным сдвоенным электродом, который пневматикой опускается на контактную площадку и за счёт прохождения тока нагревает золотую проволоку, которая нагревается и приваривается к контактным площадкам. Такой монтаж использовался в микросборках для космических кораблей.

[jointkibernow]

На западе первая микросхема появилась в 1959г.

[yuryfull]

Не путай сборки частей экранированных узлов в схемах с микросхемами. Микросхема и сборка узла схемы это две большие разницы. Сборки узлов в изолированном металлическом корпусе предназначаются для защиты от радиационного и электромагнитного излучения, они часто применяются в военщине как у нас так и на западе.

[AndreySidorov-]

Советские микросхемы самые крупные в мире. Когда на Западе выпускали уже чипы СССР массово штамповал радиолампы и всё из-за доктрины применения тактического ЯО при завоевании противника

[totllb.b.]

Автор видимо достаточно молод, раз удивляется представленным им электронным элементам. В СССР однокристальные микросхемы массово выпускались уже в начале 70-х. Были и усилители, и цифровая логика, и даже микроконтроллеры. А изделия которые показал автор выпускались малыми партиями для очень специфических устройств. В основном для военной продукции. Ради малой партии нерационально было разрабатывать и налаживать производство однокристальных микросхем. Поэтому тогда были разработаны "конструкторы" электронных схем. В стандартный корпус вставляли платы выполняющие разные задачи. А подгонкой стандарных резисторов и конденцаторов, придавали разные характеристики собранному устройству. Например изменяли коэффициент усиления усилителя, или чувствительность электронного ключа. А из стандартных квадратных модулей можно было быстро и с малыми затратами собрать необходимый для военных элемент. Ведь ракетных комплексов на страже Родины было относительно мало, и времени на их производство тоже было мало.

[sorinchiorescu]

"Верх миниатюризации электронных компонентов, который удивил западных ученых"?
Вы серьезно?
Они уже лет пять делали все это на одном монолитном кристалле, а не собирали (как пазл) кучу отдельно выращенных кристаллов, чтобы спаять их в "золотом сундучке"...

[Evhen_Velikiy]

Сдается тут закралась ошибка. Всёже это творение есть микро-сборка, а не микро-схема! На сколько я помню ИМС современного типа на западе серийно запустила Техасская Инсирументалка ещё в конце 50х, где плотность монтажа изначально была куда выше.
Спору нет, такие сборки тоже нужны и по своему ценны... Но это не пионеры современного типа ИМС.

[Alex_Travin]

Все военные гибридки собирались вручную на подложке из ситала. Золотая проволока применялась диаметром 15 и 40 мкм и пробой 999, 9. Транзисторы или клеились или припаивались, а выводы разваривались термокарандашем или на сварочных установках, естественно под микроскопом.

[fg_ute-hjif_dscg]

Дмитрий ! Попытка конечно неплохая ! Но позволю напомнить ! ПРОЦЕССОР Z80 Zilog (Синклер, Спектрум, олды обязаны помнить) ВЫПУСКАЛСЯ С 1976 ГОДА !
Иначе говоря, когда русские делали то, что показано в ролике, буржуйские буржуи игрались в кампуктеры ))))

[ВладимирВасильев-се]

История микроэлектроники немного другая. Смотрите старые подшивки переводных журналов по зарубежной электроники 50-60-70 годов. В библиотеке института радиоприёма и акустики была такая возможность.

[ЕвгенийКовалёв-зп]

Монтаж микросборок производился роботами с двумя ногами, глазами и руками посредством применения оптического микроскопа 🤭 шутка. Собирали обычные люди крошечным паяльником. Выдавали золотые проводники с вымеренной длинной до миллиметра. Затем промывка, сушка, контроль, тестирование, опять чистка герметизация в "чистой" зоне. ЦНИТИ
Забудьте, эпоха "Буранов" прошла 🤪теперь мотыга, и молитва за здравие барина