Camara Blanca

7/23/2019 Camara Blanca

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Equipo 3

Tercer Tema

Guillermo Gómez Maya

Daniel Castro Gómez

Objetivo del Tema

• Entender aspectos técnicos de encapsuladodistribución de !ines y econom"a de escala

#$ué quiere decir esto%

&l termino de esta serie de e'posiciones conoceremos elproceso de construcción de los microprocesadores desde

la recolección de la materia prima (asta la rama de lamicroeconom"a con la que la industria de )abricación decomponentes electrónicos se ri*e+

#En dónde se )abrican los

procesadores%

C,maras -lancas

•Cuarto .impio•/ala -lanca

•Cuarto -lanco

•Cleanroom

• 0na c,mara blanca es una sala especialmente dise1adapara obtener bajos niveles de contaminación+ Estassalas necesitan controlar de manera muy estricta

ciertos par,metros ambientales como por ejemplo2part"culas en el aire temperatura (umedad ujo de

aire presión interior del aire iluminación+

#!or qué nos interesa el estudio delas c,maras blancas%

.ey de Moore

.a .ey de Moore nos dice que apro'imadamentecada dos a1os se duplica el n4mero de transistores

en un circuito inte*rado+

• En un art"culo de a*osto del a1o 5678 de la revista

electrónica (ttp299:::+bit;tec(+net9 se menciona que lacantidad de transistores (a aumentado a 5+< -illones

#$ué tiene que ver la ley de Moore las c,marasblancas y la cantidad de transistores contenidos

dentro de un microprocesador%

• !art"cula de polvo mide apro'imadamente2=66 >m ?666666=66m@

• Transistor en 5678 ?Tecnolo*"a 3D de intel@255nm ?666666655m@

#Cómo se clasiAcan las c,marasblancas%

• $ue tan limpio se encuentre el aire dentro dela c,mara y en sus alrededores+

• En otras palabras el n4mero de part"culas demayor o i*ual tama1o en una unidad devolumen *eneralmente pie c4bico+

• !ara tener un panorama mayor acerca de estoen el cuarto que nos encontramos

actualmente se*4n el est,ndar B/O 78<88;7estamos en un cuarto de clase B/O +

#Cómo mantienen el aire limpio%

El uso de Altros de tipo2

• E!& ?i*(;eciency !articulate &bsorption@

• 0.!& ?0ltra;.o: !enetration &ir@

Intercepción: Donde las part"culasque si*uen a un ujo de aire rozanuna Abra y se ad(ieren a ella+

Impacto: Donde las part"culas*randes no son capaces de evitar las

Abras mientras si*uen al ujo de airey son obli*adas a impactardirectamente con una de ellas+ Estee)ecto aumenta con la disminución dela separación entre Abras y elaumento de velocidad en el ujo deaire+

Difusión: .as part"culas m,speque1as especialmente las

menores de 67 >m colisionan conlas moléculas de *as lo que impide yretrasa su paso por el Altro+ Estecomportamiento es similar almovimiento bro:niano y aumenta laprobabilidad de que una part"cula sea

detenida por uno de los dosmecanismos anteriores+ Es la m,s

#Cómo es una c,mara blanca%

Traje de Conejo

• -otines azules por encima de los zapatos

• 0na red e'ible sobre el cabello y otra para la parte baja de la carapara aquellos con barba

• /uaves *uantes blancos

• 0n casco con una capuc(a

• 0n cinturón

• 0na capa protectora de pl,stico transparente para no salpicar de

saliva• -otines ?lle*an casi al nivel de las rodillas y se ajustan@

• 0nos *uantes amarillos de l,te'

• !ar de lentes de se*uridad de pl,stico transparentes

Grabado de obleas de /ilicio

#$ué es una oblea%

Es una Ana placa de material semiconductor como por ejemplocristal de silicio sobre la que se construyen microcircuitosmediante técnicas de dopado

.as obleas tienen una importancia clave en la )abricación dedispositivos semiconductores tales como los circuitos inte*rados olas celdas solares+

Obleas de /ilicio

Dopaje• /e denomina como dopaje al proceso intencional de

a*re*ar impurezas en un semiconductore'tremadamente puro+

• & los semiconductores e'tremadamente puros se lesllama Fintr"nseco+

•& los semiconductores con dopajes li*eros omoderados se les conoce como e'tr"nsecos+

!asos para la Habricación de0n Microprocesador

!aso 72 E'tracción• &rena2 .a arena esta compuesta por 5=I de silicio es decir que

después del o'i*eno es el se*undo elemento mas abundante enla corteza terrestre+

• /e e'trae de la arena el /B.BCBO el cual lle*a en una )orma pura

que sólo se permite un ,tomo de impureza por cada diezbillones de ,tomos de silicio+

• Con el silicio se )abrican las obleas de J in de di,metro con lacapacidad de tener de 766 a <66 circuitos por oblea

!aso 52 !uriAcación• Después de la adquisición de arena cruda y separación de

silicio el e'ceso de material y el silicio se puriAca en m4ltiplespasos para poder lle*ar a la calidad de )abricación de

semiconductores a lo cual se le llama Fsilicio de *radoelectrónico+

• Después de la puriAcación el silicio entra en un proceso de)usión al mono cristal resultante se le llama Flin*ote+

!aso 32 .in*ote

• 0n lin*ote de mono;cristal se produce a partir de siliciode *rado electrónico+ 0n lin*ote pesa apro'imadamente

766 Kilo*ramos• Tiene una pureza de silicio de por ciento+

!aso 82 Hase de Corte• El lin*ote es trasladado a la )ase de corte de discos

de silicio individuales llamadas obleas se cortan en

rodajas Anas+

• oy en d"a las C!0Ls se (acen com4nmente enobleas muy Anas+

!aso =2 !ulido

• 0na vez cortadas las obleas son pulidas (asta tenersuperAcies de espejo;liso sin de)ectos+

• Bntel no produce sus propios lin*otes y obleas y enlu*ar de ello compra las obleas de terceras empresas

!aso <2 .ito• En esta paso la oblea se recubre con una sustancia llamada

FHotoresist el cual es un liquido azul similar a los utilizados enla pel"cula para la )oto*ra)"a+

• .a oblea *ira durante este paso para permitir unrecubrimiento distribuido uni)ormemente que es suave y Ana+

!aso 2 E'posición a .uz 0N• En esta etapa se e'pone el Hotoesist a luz 0ltravioleta+

• .a e'posición se realiza usando mascaras que act4en comoplantillas

• 0na lente reduce la ima*en de la m,scara a un peque1o punto)ocal+ .a PimpresiónP que resulta en la oblea es t"picamentecuatro veces m,s peque1o de )orma lineal que el patrón de lam,scara+

Transistor• En la ima*en tenemos una representación de lo que

parecer"a un transistor el cual act4a como uninterruptor para controlar el ujo de corrienteeléctrica en un c(ip de ordenador+

• .os investi*adores de Bntel (an desarrolladotransistores tan peque1os que alrededor de 36millones de ellos podr"an caber en la cabeza de unalAler+

!aso 2 .avado de Hotoesist

• Después de la e'posición a la luz 0N se utiliza un disolventepara revelar u patrón de )otoresist (ec(o por la mascara los

inicios de los transistores intercone'iones y otros contactoseléctricos comienzan a crecer a partir de este punto+

!aso J2 Grabado• .a )oto capa protectora prote*e al material de manera que

solo puede ser *rabado a distancia con productos qu"micos+

!aso 2 emover el Hotoresist

• Después del ataque qu"mico el Hotoresist es eliminado de

manera que la )orma deseada se (ace visible+

!aso 762 &plicación de

Hotoresist• Quevamente se aplica mas Hotoresist y

posteriormente se e'pone una vez mas a la luz 0N+

• E i*ual al paso anterior se lava de nuevo antes delsi*uiente paso que se llama dopaje de iones+

• Este es el paso donde las part"culas de iones est,ne'puestos a la oblea permitiendo que el silicio puedacambiar sus propiedades qu"micas y que la C!0pueda controlar el ujo eléctrico+

!aso 772 Dopaje de Bon• & través de un proceso de implantación de iones las

,reas e'puestas de la oblea de silicio sonbombardeadas con iones+

• .os iones son impulsados sobre la superAcie de laoblea a muy altas velocidades apro'imadamente a366+666 Rm9(ora+

!aso 752 emover Hotoresist

• Después de la implantación de iones el )otoresist ser,eliminado y el material que deber"a (aberse dopado?verde@

a(ora tiene ,tomos alien"*enas implantados+

!aso 732 El transistor• Este transistor esta cerca de ser terminado+ Tres a*ujeros se

(an *rabado en la capa de aislamiento ?color ma*enta@porencima del transistor esos se llenaran de cobre para lacone'ión con otros transistores+

!aso 78 Galvanoplastia.as obleas se colocan en una solución de sul)ato decobre en esta etapa+ .os iones de cobre se depositansobre el transistor a través de este proceso+

.os iones de cobre viajan desde el terminal positivo?,nodo@ al terminal ne*ativo?c,todo@ que estarepresentado en la oblea+

!aso 7=2 &sentamiento de

• .os iones de cobre se depositan como una capa del*ada sobre

la superAcie de la oblea+

!aso 7<2 !ulido de E'ceso de

Material

• El e'ceso de material se pule dejando una capa muy del*adade cobre+

• Capas m4ltiples de metal se cran para intercone'iones entrelos distintos transistores+

!aso 72 !rueba• 0na )racción de la oblea se pone en una primera prueba de

)uncionalidad en esta etapa los patrones de prueba seintroducen en cada solo c(ip y la respuesta del c(ip es

monitoreado y comparado con la respuesta completa+

!aso 7J2 Corte de Oblea• Después de las pruebas de determinar que la oblea tiene un

buen rendimiento de )uncionamiento de unidades de

procesador la oblea se corta en trozos ?llamados matrices@+

!aso72 /elección

• .os troqueles que respondieron con la respuesta correcta parael patrón de prueba se presentaran para el si*uiente paso

?empaque@+

Troquel individual

• Este es un troquel individual que (a sido cortado a cabo en elpaso anterior

• .a matriz que se muestra aqu" es un de un procesador BntelCore i+

!aso 562 Empaquetado• El sustrato la matriz y el disipador de calor se ponen

juntos para )ormar un procesador completado+ Elsustrato verde construye la inter)az eléctrica y

mec,nica para el procesador para interactuar con elresto del sistema de !C+ El disipador de calor de plataes una inter)az térmica en la que se aplica unasolución de en)riamiento+ Esto mantendr, el )rescoprocesador durante la operación+

!aso 572 C!0 Hinalizado

• 0n microprocesador es el producto )abricado m,s complejo enla tierra+ De (ec(o se necesitan cientos de pasos y sólo los

m,s importantes se (an visualizado en esta presentación+

!aso 552 !rueba de C!0• Durante esta prueba Anal los procesadores ser,n

probados por sus caracter"sticas principales ?entre lascaracter"sticas probadas son disipación de potencia y)recuencia m,'ima@+

!aso 552 /alida a las Tiendas

• .os procesadores )abricados y probados ?nuevo procesadorBntel Core i se muestra aqu"@ o bien van a )abricantes de

sistemas en bandejas o en tiendas al por menor en una caja+

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