Proceso de Fabricación.

- febrero 28, 2021

Etapa de Purificación del Silicio.

Considerando la complejidad y escala de fabricación de los circuitos que contiene un procesador, es fundamental contar con un área de extrema limpieza, este suele ser una sala hermética, donde el aire es filtrado, eliminando gran parte de las partículas de polvo que se encuentran en la atmósfera. (Mártil, 2017).

Para convertir el silicio en procesadores, primero tenemos que purificarlo y transformarlo en cristales, para ello se usa un horno de arco eléctrico para fundir el silicio y obtener el Silicio de grado metalúrgico que tiene un 99% de pureza, pero no es suficiente para los procesos electrónicos ya se necesita la mayor pureza posible para cuando se vaya a dopar el silicio, funcione de la forma correcta. (Miranda, 2017).

Fuente: Miranda. (2017).

Luego de obtener el silicio, se procede a purificar mediante químicos hasta que las impurezas sean inferiores al 0.2 por millón, obteniendo un semiconductor, que se deposita en un molde en forma de barra. (Miranda, 2017).

Fuente: Miranda. (2017).

Después de obtener un silicio purificado, se procede a dividir la barra en trozos, para fundir el material e introducir un cristal semilla que se encarga de cristalizar el silicio a medida que se va enfriando, obteniendo un lingote que puede ser de 200mm o 300mm de diámetro. Posteriormente el material es cortado y pulido para conseguir obleas super lizas de menos de 1mm de espesor. (Miranda, 2017).

Etapa de Grabado.

Para esta etapa se utiliza el proceso de fotolitografía, que consiste en crear los circuitos, mediante la posición de múltiples capas de diferentes aleaciones del material, modificadas de manera controlada, mediante la ionización de los elementos químicos incorporados, para cambiar las propiedades eléctricas de cada capa de silicio. (Mártil, 2017).

Fuente: Miranda. (2017).

En el proceso de fotolitografía se deposita una capa aislante de dióxido de silicio para luego aplicar una capa de material foto resistente que es utilizada para marcar los esquemas de los circuitos mediante una luz ultravioleta, que pasa por una máscara golpeando al material foto resistente, marcando las partes del chip que se dibujaran en la oblea, permitiendo definir los elementos constitutivos, sus interconexiones y el aislamiento eléctrico entre ellos. (Miranda, 2017).

Durante este proceso se aplican diferentes capas de impurezas para dar propiedades semiconductoras al chip y poder crear el circuito. El proceso se repite varias veces hasta que se halla impreso totalmente el chip, que por lo general cuenta con más de veinte capas. Finalizada la impresión de cada oblea, se realiza un testeo general, para detectar los chips malos que serán retirados del proceso de fabricación. (Miranda, 2017).

Etapa de Corte y Testeo.

Fuente: Alonso. (2020).

Luego de finalizar el testeo de los chips, las obleas son cortas con una alta precisión para obtener cientos de chips que son colocados en un encapsulado para ser testeados. (Alonso, 2020). En el testeo se comprueba la frecuencia ya que no todos los chips de una oblea van a la misma frecuencia de reloj, esto se debe a que el proceso de fabricación no es perfecto y no se puede garantizar transistores gemelos, lo que produce diversos cambios que alteran la frecuencia de los chips aumentándole o disminuyéndola. (Miranda, 2017).

Etapa de Empaquetado.

Fuente: Alonso. (2020).

En esta etapa los chips aprobados son montados en un substrato que contiene las conexiones necesarias para que el procesador funcione y se pueda colocar en una placa o tarjeta, en este substrato se suelda el chip y posteriormente se les coloca una tapa de aluminio que tiene la función de disipar el calor y proteger al chip de casi todos los daños, como golpes o salpicaduras. Por último, los procesadores son sometidos a un proceso de calidad, donde son puestos a prueba y finalmente son enviados a los clientes para ser soldados o colocados en una placa. (Alonso, 2020).