Microchip Technology Manufacturing

August 19

Microchip Technology Manufacturing


Micropuces, également connu sous le nom de circuits intégrés, a commencé comme une méthode pour surmonter les obstacles dans le calcul numérique. La prise en charge des chemins de circuits lents et facilement surchauffés d'ordinateurs à tubes sous vide, les circuits intégrés sont devenus importants, alors populaire et éventuellement omniprésent. Le fondement de la croissance de puces électroniques a été un progrès radical dans la technologie utilisée pour les fabriquer. Comme procédés plus anciens ont frappé leurs limites, la recherche de plus puissants concepts de conception et de fabrication se met en route.

Les premiers ordinateurs et Circuits

Les calculateurs numériques des années 1930 et 1940 ont été basées sur des tubes à vide qui contrôlent le flux de courant électrique. Mais la chaleur, la taille et le manque de fiabilité des ordinateurs de tubes ont conduit une recherche d'alternatives concepts de contrôle de puissance. Les principales approches des années 1950 impliqués souder des centaines de transistors dans des circuits. À la fin de 1958 et début 1959, deux ingénieurs, Jack Kilby et Robert Noyce, découvert indépendamment la clé de la fabrication de circuits intégrés fiables en grandes quantités. Ils gravés tous les motifs de circuit en une seule pièce de matériau semi-conducteur pour créer une puce électronique à l'état solide.

Semi-conducteurs sont des matériaux qui conduisent l'électricité dans certaines conditions, et résistent dans d'autres. Avec une compréhension de leurs propriétés, il est possible de contrôler avec précision le flux électrique dans une puce --- une condition préalable à un circuit fiable.

Going Clean

La plupart des puces sont de quelques centimètres carrés. Dans cet espace adapte des millions de composants électriques individuels. Leur petite taille rend les circuits intégrés hautement vulnérables à la contamination, même microscopique par la poussière, la saleté ou même les cellules mortes de la peau au cours du processus de fabrication. Pour cette raison, toute la fabrication de la puce a lieu dans les salles blanches, qui sont des environnements qui sont plus propres que les salles d'opération scellés, dans lequel l'air est constamment re-filtré et tout le personnel doit porter des vêtements de protection et fermé des systèmes d'air.

Les chemins de la préparation en circuit

La première étape dans la fabrication de circuit intégré comportant un substrat ou base de silicium pur, qui est cristallisé et découpée en forme de plaquette. Les plaquettes sont finement recouvertes d'un produit chimique sensible à la lumière spéciale appelée une résine photosensible chimique isolant (oxyde de silicium), puis. Les tranches sont ensuite exposées à une lumière ultraviolette à travers un dispositif appelé photomasque. Ce masque ne permet que la lumière à travers dans le motif complexe des chemins de circuit souhaités. Les propriétés chimiques de la résine photosensible exposée sont modifiés par l'exposition à la lumière, ce qui lui permet, et l'oxyde de silicium sous-jacente, à développer et chimiquement gravés loin. Le processus est similaire dans le concept à développer un film photographique.

Ajout des fils

Les zones où la résine photosensible a été emportées peuvent être à plusieurs reprises et complexe personnalisés avec des implants chimiques qui gèrent leurs propriétés électriques. Une fois terminé, les tranches sont placées dans une chambre à vide, où ils sont recouverts d'une couche mince de métal conducteur, tel que l'aluminium ou le cuivre. Le processus de résine photosensible et le masque est ensuite répété. Le métal sous ces zones photorésistantes frappées par la lumière est chimiquement gravé, laissant un réseau complexe de fils et de transistors alignés précisément, prêt à commencer le traitement de l'information.

Inspection et emballage

Parce que les dimensions d'un circuit intégré sont si petits, les défauts se produisent souvent dans le produit. Les circuits sont testés avant d'être emballé, avec des processus d'inspection allant de l'inspection optique avancée par les appareils photo numériques ou des lasers à des tests électriques détaillés. Micropuces qui passent sont envoyés à être emballés dans un récipient étanche qui les protège de l'environnement. Ce paquet sera le moyen par lequel le circuit intégré peut brancher aux cartes de circuits imprimés et d'autres dispositifs d'interface, et contient les broches familiers sur le fond des puces informatiques.

Frapper le mur

Les plus de transistors et les fils que peuvent être en forme sur une puce, le plus puissant de la puce est. Étant donné que le procédé de fabrication est basé sur la lumière, des longueurs d'onde encore plus petites sont nécessaires pour permettre le rétrécissement des composants. Voici quelques idées UV extrêmes, les rayons X et des faisceaux d'électrons, qui nécessitent également de nouveaux produits chimiques photosensibles.
Un domaine de recherche porte sur la construction de circuits intégrés en trois dimensions qui permettent la mise en place de beaucoup plus de transistors et de composants dans un petit espace en utilisant des couches de circuits interconnectés.


          

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