UNIDAD IV - DESARROLLO

Procedimientos para la fabricación de un Micro-controlador

Aunque no nos demos cuenta estamos rodeados  por lo que posiblemente sea el invento mas revolucionaron de los últimos 50 años.  Esta en los aparatos de televisión y sonido, en los aparatos electrónicos, autos y semáforos, este lleva nombre del chip de cilicio.

Las laminas de silicio son creadas en Texas, USA, el las fabricas de MEMC, este es la base de todos los microchips modernos, el silicio tiene propiedades importantes, porque es lo que llamamos un semi-conductor, depende de como sea tratado el silicio puede conducir o bloquear la corriente eléctrica, es esto lo que lo hace necesario para la gran cantidad de transistores necesarios para hacer un microprocesador moderno. 

Para su creación se calentaba el silicio a 1450°C en un horno con gas de argón. Luego de eso se corta, con una cortadora de silicio con un grosor de 2/3 de mm. 

En esa lámina de silicio se depositan millones de transistores, por lo que una partícula de polvo puede causar el descarrilamiento electrónico. Para ello, usan una habitación 1.000 veces más limpia que un quirófano. Mediante la fotolitografía, se cubre la lamina con productos químicos fotosensibles que se endurecen al exponerlos a la luz ultravioleta y en habitaciones oscuras se hace pasar la luz con una imagen del diseño y luego a través de una lente para minimizarla y finalmente sobre la lamina. Hay que hacerlo capa a capa, algunas capas se calientan a alta temperatura, otras se someten a ráfagas de plasma ionizado, otras se bañan en, metales. Cada tipo de tratamiento cambia las propiedades del silicio.

El sustrato, la pastilla y el disipador de calor se colocan juntos para formar un procesador completo. El sustrato verde forma la interface eléctrica y mecánica para que el procesador interactúe con el resto del sistema de la computadora. El disipador de calor plateado es una interface térmica en la que se colocará una solución de enfriamiento. Eso dejará el procesador frío durante la operación. 

Las laminas terminadas de silicio llevan hasta 1000 microchips diferentes, y mas de cuatro billones de componentes de circuitos. Lo que antes era un montón de productos químicos sin valor luego del proceso se convierte en una de las piezas mas costas de electrónica. 

Luego de ello se prepara el chip para su instalación en la tarjeta. Todo comienza con un cuadrado de cerámica llamado sustrato, sobre el esta ubicado el microchip. Una maquina aplica sobre el sustrato una capa de fundente, un componente químico que lo deja completamente pegajoso y que sujetara el microchip hasta que este soldado. 

En las instalaciones de MEMC reciben los microchips ya hechos, es decir, con todos los circuitos en su sitio. Se coloca un microchip en cada lamina de sustrato, lo que hace una maquina especial con una luz infrarroja guiar perfectamente la colocación de los microchips. Se toma una muestra de la cadena de montaje para verificar la posición con un microscopio.

Luego de los pasos anteriores se realiza la soldadura, se colocan en un horno a 365°C, el calor funde las gotas de estaño del chip uniéndolo al sustrato para luego fundir una capa de aluminio sobre cada microchip. Esta tapa tiene dos funciones, proteger el microchip y controlar el calor que este genere. 

Un brazo robotico toma cuatro tapas de una vez y las coloca sobre los microchips, luego de ello se colocan en un horno de soldadura. Mientras eso sucede, se crean las conexiones eléctricas que conectan el procesador con la tarjeta electrónica del ordenador. 

Se comienza con unas pequeñas piezas de estaño llamadas columnas, una maquina extiende una pasta adhesiva para después pegar las columnas desde abajo, se coloca el chip donde lleva el sustrato sobre las columnas empastadas. El resultado es un microchip con 1000 conexiones, ademas, para conseguir mas conexiones se utilizan bolas de estaño en vez de columnas, porque las bolas son mas fiables, ellas también pasan por un sedado de succiona solo que en vez de ser pegadas con pasta, son pegadas con fundente.

El microchip una vez terminado pasa por un proceso de agua y disolventes para eliminar cualquier rastro de fundente o contaminantes que hayan sobrado. 

Por ultimo se realiza un control de calidad, los microprocesadores pasan 12 horas en un horno a 140°C, de ahí el procesador pasa a otra fabrica donde lo sueldan a una tarjeta electrónica.