CIRCUITOS INTEGRADOS
Por ZZT
Los Circuitos Integrados ó CHIPS (que en ingles significa "astilla") han invadido nuestro mundo. Todo comenzó en el verano de 1958, cuando un ingeniero de la Texas Instruments llamado Jack Kilby fue comisionado para trabajar en el proyecto "miniaturización de circuitos", por lo tanto tubo que diseñar algo nuevo, algo que permitiera reducir las calculadoras de escritorio para que cupieran en el bolsillo de la camisa. La idea que se le ocurrió cambio el mundo. En vez de poner varios transistores en una placa de circuito impreso ocupando mucho espacio, se le ocurrió la brillante idea de poner solo la parte de adentro de los transistores en una solabase o sustrato. Para tal efecto imprimió lo que se conoce como el primer chip, que en realidad era bastante grande, y contenía pocos transistores, pero era solo el comienzo de la investigación.
Los Chips TTL
Varias revoluciones nos han llevado a lo que tenemos hoy, sin embargo por décadas los circuitos integrados que nos acompañan son los TTL (Transistor Transistor Logic) Lógica Transistor a Transistor, muy simples, constituidos únicamente por transistores, muy estables y confiables, hansido perfeccionados a través del tiempo, su serie básica es la 74XX, luego salieron las denominación LS, HC, HCT, F, cada una indica un mayor nivel de integración (más transistores por cm2), cada vez consumen menos electricidad, cada vez se calientan menos y cada vez trabajan a una mayor velocidad.
Fabricación de los chips paso a paso
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1° Planear el chip en el PC. |
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2° Realizar con procesos fotográficos las mascaras (mask) de cada capa del chip, previamente planeadas en el PC. |
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3° Fundir silicio de una alta pureza. Laminándolo en cilindros. |
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4° Se cortan obleas con una sierra de diamante y se pulen, debenquedarcomoun espejo perfecto. |
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5° La oblea se cubre con una protección aislante de oxido de Silicio. |
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6° Una capa de material fotosensible es depositada en la oblea. |
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7° La oblea es expuesta a través de la mascara a una fuerte luz ultravioleta, ésta luz destruye el material fotosensible, dejando expuesta la parte de abajo del chip. |
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8° La oblea es sometida a un baño con químicos que remueven el material fotosensible de la primera exposición. |
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9° La oblea es sometida a un baño con químicos que eliminan el material fotosensible restante y el oxido de silicio que estaba sin protección, así se crean patrones de áreas de silicio y áreas de óxido de silicio. |
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10° Ahora la oblea es sometida a un proceso que se conoce como "dopaje", en donde se vaporizan metales que alteran las características del silicio. |
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Repitiendo los pasos del 5 a 10 (protegiendo - enmascarando - exponiendo a luz - dopando) se obtiene un chip completo, capa a capa. En este punto el chip ya está listo. Ahora sigue el proceso de "cableado interno". |
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11° Ahora que todos los componentes están listos, se deposita una capa de cobre, llamado "metalización", esto es similar a el proceso para crear los componentes. Excepto que ahora crearemos los "cables" o contactosdel sistema. |
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12° Se deposita material fotosensible sobre el cobre. |
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13° Exponer la superficie de cobre sensibilizada, esto eliminará la protección. |
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14° Usamos químicos para eliminar la protección que no queremos y que no fue atacada por la luz. |
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15° Un baño químicoelimina el cobre que estaba desprotegido. |
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16° Se elimina la emulsión fotosensible restante. Estos pasos(11-16) dejan el patrón de caminos o contactos del chip. |
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17° Algunos chips complejos necesitan contactos que pasen "a nivel" de la superficie del chip, por lo tanto puede haber una nueva etapa de poner aislante - poner cobre - exponer a la luz - retirar protección. |
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18° Ahora viene el proceso de testeo, máquinas "pinchan" la oblea chip a chip detectando los que "sobrevivieron" a este complicadisimo proceso. Típicamente los chips malos son vueltos a fundir. |
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19° Se separan los chips de la oblea con una sierra de diamante. Cada oblea nos puede dar cientos de chips, dependiendo de cual se esté fabricando. |
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20° Cada chip es puesto en su cápsula definitiva. Se somete a más pruebas de calidad y finalmente les despacha a los comercios. |
Aca pueden ver un excelente reportaje:
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