Pastilhas de silício são a base de todos os microchips produzidos. O silício
é um semicondutor, dependendo da forma como ele é tratado pode conduzir ou bloquear
a corrente elétrica.
Mesmo tão pequena a base de silício é totalmente perfeita.
Levou décadas para aperfeiçoar o processo de produção de silício como uma estrutura
mono-cristalina perfeito.
Ela começa com o polissilício sendo aquecido num forno com gás Argon para remover
o ar.
Este é o forno
O silício é fundido em um balde giratório, em seguida o cristal de silício é
introduzido. O cristal tem a forma de um lápis e roda no sentido oposto. A medida
que seca vai se separando a razão de 1 mm por minuto.
O resultado é um único cristal de silício pesando cerca de 200 kg, com um
diâmetro
de cerca de 200 mm. É tão forte que suporta seu próprio peso por um fio de 3 mm de
espessura.
São testados para controlar a pureza e orientação molecular. Depois de
passar por estes ensaios é cortado.
Uma rede de fios muitos finos produzem bolachas de silício com uma pureza de 99,9%,
que uma vez cortada ainda continua a ter vestígios microscópicos de
impurezas, então deve-se limpá-los através de um processo chamado de guilhoché.
Já sem impurezas são polidas através de um processo químico, o resultado são
camadas de silício perfeitas.
Uma vez perfeitamente polidos, eles estão prontos para começar com o desenho do
circuito.
Para evitar que o pó possa ser uma fonte de contaminação, equipamentos transportam
as placas de silício.
O problema central é desenhar os complexos circuitos miniaturizados e, em seguida,
imprimi-los nas folhas de silício. Isto é conseguido através de um processo chamado fotolitografia. Primeiro a folha é coberta com produtos
químicos.
Estas, quando exposta à radiação ultravioleta se endurecem. Em salas escuras,
é passada através da imagem de luz do projeto e, em seguida, através de uma lente
para miniaturiza-la e finalmente aplicada na folha. Quando a química é removida, a imagem
prevalece como se fosse uma fotografia.
Para colocar todos os componentes na folha, é necessário fazê-lo camada por camada.
O processo fotográfico para cada nova camada é repetido.
Algumas camadas são aquecidas a uma temperatura elevada. Outras sofrem rajadas
plasma ionizado, algumas sofrem banho de metais. Cada tipo de tratamento altera as propriedades
de uma dada camada e gradualmente acomoda o quebra-cabeça da construção de design
de chips.
Agora só tem que cortar e aparar.
Tudo começa com uma placa de cerâmica chamada Substrato. Ele vai acomodar o microchip.
Uma máquina aplica na superfície do substrato uma camada de fixador,
um agente químico pegajoso que irá segurar o chip até que ele seja soldado.
Aqui elas recebem os microchips já fabricados, com todos os seus circuitos no
lugar. um microchip em cada substrato, um aparelho de infravermelhos orienta para
que o chip seja colocado no lugar certo.
Uma amostra do conjunto é levada para verificar sua posição com um microscópio.
O próximo passo é a solda num forno a 365°
O calor derrete as gotículas de estanho unindo o chip ao substrato e, em seguida
são colocados para soldar uma cobertura de alumínio em cada micropastilha.
A cobertura tem duas funções, protegem o chip e dissipam o calor gerado por ele.
Um braço robótico agarra quatro coberturas de uma só vez e as coloca sobre os
microchips. Em seguida, eles passam para o forno de brassagem que onde permanecerá
a cerca de 150° Celsius.
O próximo passo é criar conexões elétricas que vão ligar o microprocessador
à placa eletrônica (placa mãe) do computador.
Pinos de metal entram através dos orifícios por sucção e são alinhados verticalmente,
de modo que eles possam entrar no substrato.
Uma máquina cria placas adesivas e pega os pinos de metal por baixo.
Se coloca o chip já no substrato sobre os pinos de metal adesivados
O resultado é um microchip com milhares de conexões. Para se obter mais conexões
são usadas bolas de estanho em lugar de pinos, porque as bolas são mais robustas
e confiáveis.
As bolas de estanho passam para as placas adesivas usando sucção
O microchip uma vez terminado passando através de um banho de água para remover
qualquer fluxo ou contaminantes e solvente restantes.
A ultima parada é no controle de qualidade, incluindo 12 horas em um forno a 140°.
A partir daqui, o microprocessador irá para outra fabrica onde é soldada a um
cartão eletrônico. O pequeno cérebro agora estão pronto para trabalhar!
