Od písku k procesoru: Jak se pouzdří integrované obvody
Seznam kapitol
Za výrobou procesoru se ukrývají stovky složitých operací a zabere mnoho času. Z celého procesu už jsme si popsali postup od těžby písku přes základní stavební prvky čipu a výrobní kroky až po rozřezání waferu na jednotlivé integrované obvody. V posledním, o něco kratším dílu, si popíšeme, jak se hotové integrované obvody pouzdří.
Úvod
rozřezaný wafer na adhezivní podložce, některé integrované obvody již byly odstraněny (zdroj: wikipedia.com)
Malý seriál o výrobě integrovaných obvodů dnešní částí završíme. Nejprve jsme si ukázali výrobu křemíkového waferu, na kterém se integrované obvody následně vyrábějí a řekli si něco o polovodičích. V druhém jsme na tyto znalosti navázali, vysvětlili, jak funguje tranzistor a popsali proces výroby bipolárního tranzistoru NPN. Poté jsme si popsali technologie používané při výrobě integrovaných obvodů, vysvětlili vytváření vodivých propojení mezi součástkami na integrovaném obvodu a popsali způsob rozřezání waferu. V dnešní závěrečné čtvrté části seriálu se zaměřím na operace, které se s integrovaným obvodem dějí po rozřezání waferu.
Pouzdření integrovaného obvodu
zapouzdřený integrovaný obvod od nVidie v pouzdře BGA
Protože je samotný integrovaný obvod velmi křehký (po zbroušení se jeho tloušťka pohybuje okolo 50 µm) a v běžných podmínkách by byl rychle zničen nečistotami, statickou elektřinou či mechanickým poškrábáním, je důležité jej dobře zapouzdřit. V minulosti se integrované obvody balily především do keramických pouzder, dnes jsou pouzdra často i kovová. Pouzdro přitom nemá jen ochrannou funkci, ale pomáhá též rozvést odpadní teplo z integrovaného obvodu na větší plochu. Zejména u složitějších obvodů, jako jsou procesory, však pouzdro často nestačí a musí na něm být umístěný ještě chladič. Úkolem pouzdra tak je zajistit i dobrý kontakt s chladičem a ochránit integrovaný obvod před poškozením chladičem.
vlevo levná plastová pouzdra DIP14, vpravo dražší BGA
První důležitou operací při pouzdření je výběr vhodného pouzdra. Výběr pouzdra záleží na počtu vstupních a výstupních kontaktů, které pouzdřený integrovaný obvod má, požadavcích na rychlost integrovaného obvodu a na tom, zda je obvod potřeba chladit. Pokud se jedná o malý obvod s několika výstupy bez potřeby chlazení, postačí levné plastové pouzdro s několika nožičkami po stranách. Pokud jde o komplexní obvod se stovkami kontaktů a velkými tepelnými ztrátami, je vhodné zvolit dražší keramické pouzdro s potřebným množstvím kontaktů ze spodní strany.
přilepení integrovaného obvodu k pouzdru
Po výběru vhodného pouzdra je potřeba přilepit integrovaný obvod neaktivní stranou dovnitř do pouzdra. V tomto případě opět záleží, o jaký integrovaný obvod se jedná. Pokud není potřeba obvod chladit, stačí jej přilepit vhodným (například epoxidovým) lepidlem. Pokud se jedná například o procesor, musí být do pouzdra přiletován vodivým kovem.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
