การ์ดเทคโนโลยี Solid Logic

แผงวงจร SLT แบบกว้างสองเท่า กระป๋องโลหะทรงสี่เหลี่ยมบรรจุวงจรไฮบริดอยู่ภายใน

การ์ด SLT ความกว้างเดียวสามใบ

การ์ด SLT ในสถานที่

มีการ์ด SLT จำนวนมากเสียบเข้ากับบอร์ด

การ์ด SLT ใน เครื่องเจาะบัตร IBM 129

เทคโนโลยี Solid Logic ( SLT ) เป็นวิธีการของIBM สำหรับการบรรจุวงจรไฟฟ้าแบบไฮบริด ซึ่งเปิดตัวในปี 1964 พร้อมกับคอมพิวเตอร์ซีรีส์ IBM System/360และยังใช้ในรุ่น1130ที่ประกาศในปี 1965 ด้วย IBM เลือกที่จะออกแบบวงจรไฮบริด แบบกำหนดเอง โดยใช้ทรานซิสเตอร์และไดโอด แบบแยก ชิ้นติดตั้ง บนฟ ลิปชิป และห่อหุ้มด้วยกระจก พร้อมด้วยตัวต้านทานแบบซิลค์สกรีนบนพื้นผิวเซรามิก เพื่อสร้างเป็นโมดูล SLT วงจรเหล่านี้จะถูกห่อหุ้มด้วยพลาสติก (ต้นแบบรุ่นแรกๆ) หรือปิดด้วยฝาโลหะ โมดูล SLT เหล่านี้หลายๆ โมดูล (20 โมดูลในภาพด้านขวา) จะถูกติดตั้งบน แผ่น วงจรพิมพ์ หลายชั้นขนาดเล็ก เพื่อสร้างการ์ด SLT การ์ด SLT แต่ละใบจะมีซ็อกเก็ตอยู่ด้านหนึ่งซึ่งติดตั้งเข้ากับพินบนแผงวงจรด้านหลังของคอมพิวเตอร์ (ซึ่งตรงกันข้ามกับวิธีการติดตั้งโมดูลของบริษัทอื่นๆ ส่วนใหญ่)

IBM พิจารณาว่า เทคโนโลยี วงจรรวมแบบโมโนลิธิกยังไม่สมบูรณ์ในขณะนั้น^{[ 1 ]} SLT เป็นเทคโนโลยีปฏิวัติวงการในปี 1964 โดยมีความหนาแน่นของวงจรสูงกว่าและมีความน่าเชื่อถือที่ดีกว่าเทคนิคการบรรจุภัณฑ์แบบเดิม เช่นStandard Modular System เทคโนโลยี นี้ช่วยผลักดันให้ตระกูลเมนเฟรม IBM System/360 ประสบความสำเร็จอย่างล้นหลามในช่วงทศวรรษ 1960 การวิจัย SLT ก่อให้เกิดการประกอบชิปแบบลูกบอลการบัมพ์เวเฟอร์ ตัวต้านทานฟิล์มหนาแบบตัดแต่ง ฟังก์ชันแยกส่วนแบบพิมพ์ ตัวเก็บประจุแบบชิป และการใช้งานเทคโนโลยีฟิล์มหนา แบบไฮบริ ด ในปริมาณมากเป็นครั้งแรก

SLT เข้ามาแทนที่Standard Modular System รุ่นก่อนหน้า แม้ว่าการ์ด SMS รุ่นหลังๆ บางรุ่นจะยังคงใช้โมดูล SLT อยู่ (การ์ด SMS ยังคงถูกใช้ในอุปกรณ์ต่อพ่วง S/360 บางรุ่น) SLT ได้รับการปรับปรุงหลายครั้งตลอดอายุการใช้งาน โดยการปรับปรุงครั้งสุดท้ายคือMonolithic System Technology ( MST ) ซึ่งแทนที่ทรานซิสเตอร์เดี่ยวของ SLT ด้วยวงจรรวม ขนาดเล็ก ที่มีทรานซิสเตอร์สี่หรือห้าตัว MST ถูกนำมาใช้ในSystem/370ซึ่งเริ่มเข้ามาแทนที่ System/360 ในปี 1970

SLT ใช้ทรานซิสเตอร์และไดโอดซิลิคอนแบบระนาบที่ห่อหุ้มด้วยกระจก^{[ 2 ]}

SLT ใช้ชิปไดโอดคู่และชิปทรานซิสเตอร์แต่ละตัวขนาดประมาณ 0.025 นิ้ว (0.64 มม.) สี่เหลี่ยมจัตุรัส^{[ 3 ] : 15} ชิปเหล่านี้ถูกติดตั้งบนแผ่นรองพื้นสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 0.5 นิ้ว (13 มม.) พร้อมตัวต้านทานแบบซิลค์สกรีนและการเชื่อมต่อแบบพิมพ์ ทั้งหมดถูกห่อหุ้มเพื่อสร้างโมดูลสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 0.5 นิ้ว (13 มม.) แต่ละการ์ดสามารถติดตั้งโมดูลได้มากถึง 36 โมดูล แม้ว่าการ์ดบางประเภทจะมีเพียงส่วนประกอบแบบแยกชิ้นและไม่มีโมดูล การ์ดเสียบเข้ากับบอร์ดที่เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างเกตซึ่งสร้างเฟรม^{[ 3 ] : 15}

ระดับแรงดัน SLT ลอจิกต่ำถึงลอจิกสูง แปรผันตามความเร็ววงจร: ^{[ 3 ] : 16}

ความเร็วสูง (5-10 นาโนวินาที) 0.9 ถึง 3.0 โวลต์

ความเร็วปานกลาง (30 นาโนวินาที) 0.0 ถึง 3.0 โวลต์

ความเร็วต่ำ (700 นาโนวินาที) 0.0 ถึง 12.0 โวลต์

ขั้นตอนการผลิตโมดูลไฮบริดของ Solid Logic Technology เริ่มต้นด้วยแผ่นเวเฟอร์เซรามิกเปล่าขนาด1/2 นิ้ว ( 13มม.) สี่เหลี่ยมจัตุรัส จากนั้นจึงวางวงจรลงไป ตามด้วยวัสดุต้านทาน เพิ่มขาเชื่อมต่อ บัดกรีวงจร และปรับแต่งตัวต้านทานให้ได้ค่าที่ต้องการ สุดท้ายจึงเพิ่มทรานซิสเตอร์และไดโอดแต่ละตัว และห่อหุ้มตัวโมดูลด้วยวัสดุ

เพื่อแสดงตัวอย่างความหนาแน่นของวงจรทั่วไปของโมดูล SLT ส่วนหนึ่งของแผนผังวงจรของการ์ด IBM SLT จะแสดงไว้ ในกรณีนี้คือการ์ด 5804197 โดยแสดงวงจรลอจิกหนึ่งในหลายวงจรที่บรรจุอยู่ในการ์ด (ล้อมรอบด้วยเส้นสีแดง) รหัสสำหรับวงจรนี้คือ U55AD ซึ่งเป็นวงจรขับตัวบ่งชี้ ส่วนประกอบในสี่เหลี่ยมสีเขียวบรรจุอยู่ในโมดูล SLT หนึ่งโมดูล หมายเลข 13 จาก 18 บนการ์ด โดยมีรหัสอ้างอิงส่วนประกอบการ์ดคือ “Z2” ส่วนประกอบวงจรอื่นๆ ที่อยู่นอกสี่เหลี่ยมสีเขียว (ตัวต้านทาน 1K สองตัว) ติดตั้งอยู่บนการ์ด SLT โดยตรง โมดูล SLT นี้ (หมายเลขชิ้นส่วน 361480) ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์สองตัวและตัวต้านทานสี่ตัว^{[ 4 ]}

เทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์พื้นฐานเดียวกัน (ทั้งอุปกรณ์และโมดูล) ถูกนำมาใช้กับอุปกรณ์ที่เข้ามาแทนที่ SLT ในขณะที่ IBM ค่อยๆ เปลี่ยนไปใช้วงจรรวมแบบโมโนลิธิก:

• Solid Logic Dense (SLD) เพิ่มความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์และประสิทธิภาพของวงจรโดยการติดตั้งทรานซิสเตอร์และไดโอดแบบแยกชิ้นไว้ด้านบนของซับสเตรตและตัวต้านทานไว้ด้านล่าง^{[ 3 ] :} แรงดันไฟฟ้า SLD 15 ตัวเท่ากับ SLT
• อุปกรณ์ลอจิกหน่วย (ULD) ใช้แพ็คเกจเซรามิกแบบแบน ซึ่งมีขนาดเล็กกว่ากระป๋องโลหะของ SLT มาก แพ็คเกจแต่ละอันประกอบด้วยแผ่นเวเฟอร์เซรามิกที่มีไดซิลิคอนมากถึงสี่ตัวอยู่ด้านบน โดยแต่ละไดจะสร้างทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวหรือไดโอดสองตัว และมีตัวต้านทานฟิล์มหนาอยู่ด้านล่าง ULD ถูกใช้ในคอมพิวเตอร์ดิจิทัลของยานปล่อยและอะแดปเตอร์ข้อมูลของยานปล่อยของจรวดSaturn V ^{[ 5 ] [ 6 ]}
• เทคโนโลยีตรรกะโซลิดขั้นสูง (ASLT) เพิ่มความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์และประสิทธิภาพของวงจรโดยการวางซับสเตรตสองตัวซ้อนกันในแพ็คเกจเดียวกัน ASLT ใช้พื้นฐานจากสวิตช์แบบคู่ตัวปล่อยที่ใช้ร่วมกับตรรกะควบคุมกระแส^{[ 3 ] : 18} ระดับแรงดันไฟฟ้า ASLT คือ: > +235 mV สูง, < -239 mV ต่ำ^{[ 3 ] : 16}

• เทคโนโลยีระบบโมโนลิธิก (MST) เพิ่มความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์และประสิทธิภาพของวงจรโดยการแทนที่ทรานซิสเตอร์และไดโอดแบบแยกชิ้นด้วยวงจรรวมโมโนลิธิกหนึ่งถึงสี่ตัว (ตัวต้านทานอยู่นอกแพ็คเกจบนโมดูล) ชิป MST แต่ละตัวมีวงจรประมาณห้าวงจรและเทียบเท่ากับการ์ด SLT โดยประมาณ^{[ 3 ] :} วงจร 18 วงจรใช้ทรานซิสเตอร์ NPN MST เปิดตัวครั้งแรกในเดือนมกราคม พ.ศ. 2511 และให้ประสิทธิภาพ/ต้นทุนที่ดีขึ้นสำหรับสายผลิตภัณฑ์ System/370 ของ IBM ในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2513 ^{[ 7 ]}

• 
  แผงวงจรเทคโนโลยีระบบโมโนลิธิก โดยถอดฝาครอบโมดูลออกแล้ว
• 
  การ์ด SLT แบบครึ่งความกว้างที่ไม่ค่อยพบเห็น โดยไม่มีโมดูล SLT
• 
  การ์ดความกว้างเดียว
• 
  โมดูล SLT กว้างสี่เท่า
• 
  โมดูลที่มีทรานซิสเตอร์ 6 ตัวและตัวต้านทาน 3 ตัว ถอดฝาครอบออก
• 
  ภาพระยะใกล้แสดงให้เห็นสี่เหลี่ยมนูนของทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานสีดำแบนราบ

• ระบบโมดูลาร์มาตรฐาน

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี IBM Solid Logic

• Davis, EM; Harding, WE; Schwartz, RS; Corning, JJ (เมษายน 1964). "เทคโนโลยีตรรกะแบบโซลิด: ไมโครอิเล็กทรอนิกส์อเนกประสงค์ประสิทธิภาพสูง". วารสารวิจัยและพัฒนาของ IBM . 8 (2): 102– 114. doi : 10.1147/rd.82.0102 . S2CID  13288023 .
• เทคโนโลยี Solid Logic (SLT) ของ IBM ในช่วงปี 1964-1968ชิปคอมพิวเตอร์รุ่นเก่า พร้อมวิดีโอแสดงกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติ