芯片的体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。但你知道吗?手机和电脑里的芯片竟然是用不起眼儿的沙子做成的。那么普通的沙子是如何摇身一变成为芯片的呢?
芯片的制作流程比较复杂,不过大体上都可以分为三个步骤:设计、生产和封装测试。我们略过设计环节,重点来看看芯片的生产和封装。
从沙子到晶圆
在高温作用下,对沙子进行提纯;再将多晶硅熔化,拉出单晶硅晶棒;然后将晶棒切割成一片一片薄薄的晶圆。
精密技術——光刻和刻蚀
通过紫外线照射雕刻出几十亿个晶体管和线路,这种雕刻需要用到两种精密技术——光刻和刻蚀。
光刻就是在投入生产线的硅圆片上涂抹光刻胶,让紫外线透过印有电路系统的掩膜,照射硅晶圆,以改变光刻胶的性质,刻出电路图。
刻蚀则是将晶圆放入特制的槽中,通过药液和超声波振动,在晶圆表面开凿出一道道沟壑,每一道沟壑控制在5纳米左右,大约是头发丝的万分之一!
不简单的封装
在晶圆上制作完芯片之后,并不能直接使用,而是需要对晶圆进行分割,将每一块芯片分离,然后进行封装。
封装对于芯片来说是必须的,也是至关重要的。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路造成腐蚀,从而使其电气性能下降。封装也可以是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。
因此,对于很多集成电路产品而言,封装技术可不是一包零食的包装袋那么简单。
你知道吗?
芯片行业规定硅晶体的纯度需要高达99.999999999%。