如果制造处理器的硅晶片非常敏感,以至于工人穿着特殊的西装,那么如何才能去除处理器?

电器工程 电路板 集成电路 微处理器 冷却
2022-01-02 06:31:31

我在 YouTube 上看到了很多视频,人们在其中去除处理器,然后使用更好的液体来冷却处理器。示例:i5 & i7 Haswell & Ivy Bridge - FULL Delid 教程 - (Vice Method)

但是我也看到晶圆厂的工作人员穿着特殊的服装,因为硅片对各种颗粒极为敏感。

去除处理器时实际发生了什么?

4个回答

晶圆在制造过程中非常敏感,因为如果在任何工艺步骤之间有任何灰尘或污垢颗粒沉积在其上,那么后续工艺步骤将在受污染的地方失败。

一旦制造完成,芯片接收到最后一层,灰尘就不会再打扰它了。

我敢猜测,带有散热盖的台式机 CPU 将接受适当的表面处理,以应用所选的导热膏。

其他答案没有提到的一点是,不仅芯片本身对灰尘如此敏感。它也是用于在工艺的每个阶段印刷抗蚀剂层的光刻板。

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图片来自维基百科

令人难以置信的先进光学器件用于将光通过这些本质上的“负片”投射到晶片上的抗蚀剂层上。这些底片比实际特征大几倍,有助于减少印版中误差的影响,但特征尺寸仅大 4-5 倍左右。紫外光通过它们显示,并聚焦到适当的尺寸,以适当的分辨率曝光抗蚀剂。随着当前工艺技术达到 10nm,这些光刻板必须“完美”,因为它们依靠衍射技术来打印比所用光波长小很多倍的特征。如果在其中一个印版上沾上灰尘,它将毁掉随后印有该光刻印版该区域的每个芯片。

钝化层是最后一步,不包括大气。该层是通过将晶片暴露于高温氧气(低生长速率)或蒸汽(高生长速率)中形成的。结果是二氧化硅,厚度为 1,000 埃。

集成电路的边缘通常通过“密封环”保护免受离子侵入,其中金属和植入物逐渐变细至纯硅衬底。但小心点; 密封环是沿着IC边缘的导电路径,因此允许沿着IC边缘传输干扰。

对于成功的片上系统,您需要在硅原型设计的早期评估破坏密封,这样您就可以了解隔离性能的下降和对本底噪声的损害,这是由于确定性噪声被公然传导到芯片中而引起的。 IC的敏感区域。如果密封环在每个时钟边沿注入 2 毫伏的垃圾,您能否期望达到 100 纳伏的性能?哦,对了,平均可以克服所有的弊端。

编辑删除一些精密匹配的集成电路将改变施加在硅上的机械应力,以及其上的众多晶体管、电阻器、电容器;应力的变化会改变硅沿晶轴的微小变形并改变压电响应,从而永久改变其他匹配结构中的潜在电误差源。为了避免这种错误,一些制造商使用增强功能(额外的晶体管、额外的掺杂层等)来添加使用时修剪的行为;在这种情况下,在每次上电事件时,集成电路都会自动运行校准序列。

正如@WhatRoughBeast 在评论中正确指出的那样,放置在 PCB 上的 CPU 裸片没有暴露任何精细结构,这些结构位于裸片的另一侧。甚至还有一些不带盖子的低成本 CPU,比如这个:

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如果你仔细观察,你会发现 CPU 不仅没有受到灰尘和导热膏的影响,而且还有一些划痕和角部破裂,这显然意味着芯片的这一面没有什么重要的东西。