Microchip , noto anche come i circuiti integrati, ha iniziato come un metodo per superare gli ostacoli nel calcolo digitale . Presa in consegna dai percorsi del circuito lento e facilmente surriscaldato di computer a valvole , circuiti integrati sono diventati importanti , quindi popolare e, infine, onnipresente . La fondazione di crescita microchip ' stato un progresso radicale nella tecnologia utilizzata per la loro fabbricazione . Come processi anziani colpiti i loro limiti , la ricerca di design più potente e concetti di produzione prende il via . Primi computer e Circuiti
I computer digitali degli anni 1930 e 1940 erano basate su tubi a vuoto che controllavano il flusso di corrente elettrica . Ma il calore dei computer Tube ' , dimensione e inaffidabilità ha guidato la ricerca di concetti alternativi di controllo della potenza . I principali approcci del 1950 coinvolti saldatura centinaia di transistor nei circuiti . Verso la fine del 1958 e l'inizio del 1959 , due ingegneri , Jack Kilby e Robert Noyce , indipendentemente scoperto la chiave per fare circuiti integrati affidabili in grandi quantità. Essi incisi tutti i modelli di circuito in un unico pezzo di materiale semiconduttore per creare un microchip a stato solido .
Semiconduttori sono materiali che conducono elettricità in certe condizioni , e resistono in altri. Con la comprensione delle loro proprietà , è possibile controllare con precisione il flusso elettrico in un microchip --- un prerequisito per circuiti affidabili .
Andando Clean
La maggior parte sono un microchip pochi centimetri quadrati. In questo spazio si inserisce milioni di singoli componenti elettrici . La loro piccola dimensione rende circuiti integrati altamente vulnerabili alla contaminazione , anche microscopica da polvere, sporco e le cellule morte della pelle , anche durante il processo di fabbricazione . Per questo motivo , tutti di fabbricazione microchip avviene in camere bianche , che sono ambienti sigillati che sono più pulito di sale operatorie, in cui l'aria viene costantemente ri - filtrata e tutto il personale deve indossare tute di protezione e sistemi di aria chiuso .
Readying i percorsi del circuito
Il primo passo nella produzione di circuiti integrati sta avendo un substrato , o di base , di silicio puro , che viene cristallizzato e tagliati in forma di wafer . I wafer sono coperte con uno strato sottile chimica isolante ( ossido di silicio ) e poi una speciale sostanza chimica fotosensibile chiamato un fotoresist . I wafer vengono poi esposti ad una luce ultravioletta attraverso un dispositivo chiamato fotomaschera . Questa maschera permette luce attraverso solo nella intricato schema dei percorsi del circuito desiderati . Le proprietà chimiche del photoresist esposto vengono modificati dalla esposizione alla luce , permettendogli , e l' ossido di silicio sottostante , da sviluppare e chimicamente incise via . Il processo è simile nel concetto di sviluppo di pellicole fotografiche .
Aggiunta il Fili
Le aree in cui il photoresist è stato spazzato via può essere più volte e finemente personalizzato con impianti chimici che gestiscono le loro proprietà elettriche . Una volta completato, i wafer sono posti in una camera a vuoto , dove vengono ricoperti da un sottile strato di metallo conduttore , ad esempio alluminio o rame. Il processo e la maschera di fotoresist viene quindi ripetuto . Il metallo sotto di quelle aree photoresist colpite dalla luce è chimicamente incisa via , lasciando una rete intricata di fili e transistor allineati con precisione , pronti per iniziare l'elaborazione delle informazioni .
Ispezione e imballaggio
Poiché le dimensioni di un circuito integrato sono così piccole , spesso si verificano difetti nel prodotto . Circuiti sono testati prima di essere confezionato , con i processi di controllo che vanno dal controllo ottico avanzato dalle fotocamere digitali o laser per test elettrici dettagliati. I microchip che passa vengono inviati per essere confezionato in un contenitore sigillato che li protegge dall'ambiente. Questo pacchetto sarà il mezzo attraverso il quale il circuito integrato può collegare a schede e gli altri dispositivi di interfaccia , e contiene i perni familiari sul fondo di chip per computer .
Colpire il
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I più transistor e fili che può essere in forma su un microchip , il più potente del chip . Poiché il processo di fabbricazione è basata sulla luce , sono necessarie lunghezze d'onda sempre più piccole per consentire restringimenti dei componenti . Alcune idee includono estremo UV , raggi X e raggi di elettroni , i quali richiedono anche nuove photoresist chemicals.A importante settore di ricerca prevede la realizzazione di circuiti integrati tridimensionali che consentono il posizionamento di molti più transistor e componenti in un piccolo spazio utilizzando interconnesso strati del circuito .
