Microchips , även känd som integrerade kretsar , började som en metod för att övervinna hinder i digital databehandling . Övertagande från de långsamma och lätt överhettad kretsvägar av datorer sugrör , blev integrerade kretsar viktigt , då populära och så småningom överallt . Grunden för mikrochips " tillväxten har skett en radikal framsteg i den teknik som används för att tillverka dem . Som äldre processer träffa sina gränser , blir sökandet efter mer kraftfull design och koncept tillverkning pågår . Tidiga Datorer och kretsar
digitala datorer av 1930 och 1940 var baserade på vakuumrör som kontrollerade flödet av elektrisk ström . Men röret datorernas värme , storlek och opålitlighet körde ett sökande efter alternativa koncept effektstyrning . De huvudsakliga tillvägagångssätt av 1950-talet involverade lödning hundratals transistorer i kretsarna . I slutet av 1958 och början av 1959 , två ingenjörer , Jack Kilby och Robert Noyce , självständigt upptäckte nyckeln till att göra tillförlitliga integrerade kretsar i stora mängder . De etsade alla kretsmönstren i ett enda stycke halvledande material för att skapa en solid - state mikrochip .
Halvledare är material som leder elektricitet under vissa förhållanden , och motstå det i andra . Med en förståelse för deras egenskaper , är det möjligt att exakt styra elektriska flödet i ett mikrochip --- en förutsättning för tillförlitlig kretsar .
Going Clean
flesta mikrochips är en några kvadratcentimeter i storlek . I detta utrymme passar miljontals enskilda elektriska komponenter . Deras lilla storlek gör integrerade kretsar mycket sårbara för ens mikroskopisk kontamineras av damm , smuts eller ens döda hudceller under tillverkningsprocessen . Av denna anledning tar allt mikrochip tillverkningen sker i renrum , som är slutna miljöer som är renare än operationssalar , där luften ständigt re - filtrerade och all personal måste bära skyddskläder och slutna luftsystem .
iordningställande kretsvägarna
Det första steget i tillverkning av integrerade kretsar är att ha ett substrat , eller bas, av ren kisel , som kristalliseras och skärs till oblat former . Skivorna är glest täckt med ett isolerande kemikalie ( kiseloxid ) och sedan en speciell ljuskänslig kemikalie som kallas en fotoresist . Skivorna exponerades sedan för en ultraviolett ljus genom en apparat som kallas en fotomask . Denna mask tillåter endast ljus genom i det intrikata mönstret av de önskade kretsvägar . De kemiska egenskaperna hos den exponerade fotoresisten ändras av ljusexponeringen , så att den , och den underliggande kiseloxid , som skall utvecklas och etsades sedan kemiskt bort . Processen är liknande i begrepp att utveckla fotografisk film .
Lägga trådarna
De områden där fotoresist har tvättats bort kan upprepade gånger och intrikat anpassas med kemiska implantat att hantera sina elektriska egenskaper . När det är klart , är skivorna placeras i en vakuumkammare , där de är täckta med ett tunt lager av ledande metall , såsom aluminium eller koppar. Fotoresisten och mask Processen upprepas sedan . Metallen under dessa fotoresist områden som drabbats av ljuset är kemiskt etsas bort och lämnar ett intrikat nätverk av precist inriktade trådar och transistorer , redo att börja bearbeta information . Addera kontroll och förpackning
Eftersom måtten på en integrerad krets är så liten , defekter förekommer ofta i produkten . Kretsar testas innan den packas , med inspektionsprocesserna allt från avancerad optisk inspektion av digitalkameror eller lasrar till detaljerade elektriska tester . Mikrochips som passerar skickas som skall förpackas i en tillsluten behållare som skyddar dem från omgivningen. Detta paket kommer att vara det medel genom vilket den integrerade kretsen kan ansluta till kretskort och andra anordningar i användargränssnittet , och innehåller välbekanta stiften på undersidan av datachips . Addera slå i väggen
fler transistorer och ledningar än vad som kan passa in på ett mikrochip , desto kraftfullare chip är . Eftersom tillverkningsprocessen är baserad på ljus , är allt mindre våglängder krävs för att möjliggöra krympning av komponenterna. Några idéer är extrem UV , röntgen och elektronstrålar som också kräver nya fotoresist chemicals.A stort forskningsområde omfattar byggandet av tredimensionella integrerade kretsar som möjliggör placeringen av många fler transistorer och komponenter i ett litet utrymme med sammankopplade kretsskikt .
