Microchips , também conhecidos como circuitos integrados , começou como um método para superar os obstáculos na computação digital. Assumir dos lentos e facilmente superaquecidos caminhos de circuito de computadores de tubo de vácuo , circuitos integrados tornou-se importante, então popular, e, eventualmente, onipresente . A fundação de crescimento de microchips tem sido um progresso radical na tecnologia utilizada para fabricá-los . Como os processos mais antigos atingiu os seus limites , a busca de projeto e fabricação mais poderosos conceitos começa em curso . Computadores e Circuitos primeiros
Os computadores digitais dos anos 1930 e 1940 foram baseados em tubos de vácuo que controlavam o fluxo de corrente elétrica. Mas o calor , tamanho e falta de confiabilidade dos computadores Tube ' levou a busca de conceitos de controle de energia alternativas. As principais abordagens da década de 1950 envolveu solda centenas de transistores em circuitos . No final de 1958 e início de 1959 , dois engenheiros, Jack Kilby e Robert Noyce , descoberto independentemente a chave para fazer circuitos integrados confiáveis em grandes quantidades. Eles gravado todos os padrões de circuitos em uma única peça de material semicondutor para criar um microchip de estado sólido .
Semicondutores são materiais que conduzem eletricidade sob certas condições, e resistir a ela em outros. Com o entendimento de suas propriedades, é possível controlar com precisão o fluxo elétrico em um microchip --- um pré-requisito para os circuitos de confiança.
Going Clean
maioria dos microchips são um alguns centímetros quadrados de tamanho . Neste espaço encaixa milhões de componentes eléctricos individuais . Seu tamanho minúsculo faz circuitos integrados altamente vulneráveis à contaminação , mesmo microscópico por poeira, sujeira ou até mesmo células mortas da pele durante o processo de fabricação. Por esta razão, toda a produção microchip ocorre em salas limpas , que são ambientes fechados que são mais limpos do que salas de cirurgia, em que o ar é constantemente re- filtradas e todo o pessoal deve vestir roupas de proteção e sistemas de ar fechadas .
Preparando os caminhos do circuito
O primeiro passo na fabricação de circuitos integrados está a ter um substrato , ou de base , de silício puro , que é cristalizado e cortado em formas de pastilhas . As placas são cobertas com uma fina química isolante ( óxido de silício ) e , em seguida, um produto químico sensível à luz especial denominado um fotorresistente . As bolachas são , em seguida, exposta a uma luz ultravioleta através de um dispositivo de chamada de uma fotomáscara . Esta máscara só permite que a luz através do intrincado padrão dos caminhos circuito desejados. As propriedades químicas do fotorresistente exposto são alteradas pela exposição à luz , permitindo que ele , e o óxido de silício de base , a ser desenvolvido e quimicamente gravado fora . O processo é semelhante ao conceito de desenvolvimento de filme fotográfico .
Adicionando os Fios
As áreas onde o fotorresiste foi lavados pode ser repetida e intricada personalizado com implantes químicos que gerir as suas propriedades elétricas. Quando concluídas , as placas são colocadas numa câmara de vácuo , onde eles estão cobertos com uma fina camada de metal condutor , tal como alumínio ou cobre . O processo de fotorresiste e máscara é então repetido . O metal por baixo dessas áreas fotossensíveis atingidos pela luz é gravado quimicamente , deixando uma intrincada rede de fios e transistores precisamente alinhadas , pronto para começar a processar informações.
Inspeção e Embalagem
Porque as dimensões de um circuito integrado são tão pequenos, muitas vezes ocorrem defeitos no produto. Os circuitos são testados antes de serem embalados, com processos de fiscalização que vão desde a inspeção óptica avançada por câmeras digitais ou lasers para testes elétricos detalhados. Os microchips que passam são enviados para ser embalada num recipiente selado que o proteja do ambiente . Este pacote será o meio através do qual o circuito integrado pode ligar para placas de circuito e outros dispositivos de interface, e contém os pinos de familiares na parte inferior do chips de computador.
Bater o Wall
os mais transistores e fios que podem ser caber em um microchip , o mais poderoso chip é . Uma vez que o processo de fabrico baseia-se na luz , cada vez menores comprimentos de onda são necessários para permitir a retracção dos componentes . Algumas idéias incluem extrema UV , raios-X e feixes de elétrons , que também exigem nova photoresist chemicals.A principal área de pesquisa envolve a construção de circuitos integrados tridimensionais que permitem a colocação de muitos mais transistores e componentes em um espaço pequeno usando interconectado camadas de circuito .