Presentazione Tecnologia Digitale

Processo de fabrico dos microprocessadores

Apresentação de AC

Francisco Teixeira, e Afonso Rafael

Introdução

Neste trabalho, iremos falar sobre a fabricação de microprocessadores, e um pouco sobre a sua evolução pois o método de fabrico foi alterando ao longo do tempo de acordo com a mesma.

Materiais usados

Os microprocessadores são feitos de vários materiais, incluindo Silício que vem principalmente do quartzo e o mesmo é extraido da areia. Este elemento é utilizado devido às suas boas propriedades elétricas. Além disso, metais como cobre e alumínio, dizem respeito às conexões internas, se conduzir eletricidade de maneira eficaz. Dieletricos, que são óxido de Silício, nitreto de Silício, é necessário para isolar e controlar o fluxo de eletricidade. Plástico e cerâmica são usados no microprocessador, quando protegem o circuito e permitem que ele seja montado no computador. É apenas a combinação dos materiais acima referidos que permite o funcionamento eficiente dos microprocessadores em muitos dispositivos eletrónicos.

Nesta fase, engenheiros e projetistas desenham o diagrama dos circuitos, que consiste em um esboço detalhado representando a maneira pela qual os componentes serão dispostos sobre a CPU. Para isso, é necessário um profundo conhecimento acerca das peças e tecnologias disponíveis.Defina-se a arquitetura do processador, ou seja, a quantidade de memória cache e a frequência do processador, e outros fatores também são definidos. Esta etapa é bastante relevante para o processo de longa duração, pois, a produção poderá durar por meses.

Fases do processo

Diagramação dos Circuitos

Fases do processo

Extração de Silício

O processador é construído apartir de componentes de silício, que são extraídos sobretudo do quartzo. Pois, a areia contém aproximadamente 25% de silício, e, após um processo cuidadoso de purificação, o silício deve possuir aproximadamente 99,9999999% de pureza. Em seguida, os lingotes são cortados em fatias finas, conhecidos como waffers, que serão utilizados como base para a construção do chip.

FASES DO PROCESSO

PREPARAÇÃO E OXIDAÇÃO DO WAFER

A produção do microprocessador inicia-se a partir da preparação de um wafer de silício, que é preparado para ser cultivado em uma superfície lisa, não sofrerá limpeza a seco para eliminar impurezas. A etapa seguinte do processo é a oxidação do wafer, que consiste em criar uma camada de óxido de silício que servirá de isolante elétrico entre os futuros componentes. Essa etapa é fundamental para a próxima não haver curto circuitos entre os condutores.

fASES DO PROCESSO

Fotolitografia

Neste estágio, camadas de fotorresiste, que é um material sensível à luz, são desenvolvidas no wafer. Na prática, uma mascara com o desenho do circuito é colocada sobre o wafer, assim, através dela, somente determinadas partes são expostas em luz ultravioleta. Como resultado, a luz vai solidificar ao redor nas áreas expostas, e o fotorresiste que restou será removido em um processo de desenvolvimento completando, assim, um padrão. Esse mesmo procedimento é repetido para todas as camada do microprocessador, assim, permitindo o padrão de complexos circuitos serem construídos no wafer.

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Fases do processo

Dopagem, Gravação e Interconexões

Após a Fotolitografia feita, o wafer então segue para dopagem, onde as impurezas boro ou fósforo são adicionadas para criar regiões condutoras e isolantes, formando os transistores. Em seguida vem a gravação, que remove seletivamente materiais para moldar os circuitos no wafer. Finalmente, camadas metálicas de cobre ou alumínio são depositadas para criar as interconexões que ligam os componentes onde ocorre a comunicação entre os milhões de transistores e o circuito do microprocessador é completo.

Fases do processo

Corte, Encapsulamento e Testes

Depois disso, o wafer é inspecionado e cortado em peças pequenas chamadas dies, cada uma contendo um microprocessador individual. Essas mortes são encapsuladas em invólucros protetores com conexões elétricas externas que permitem que o chip “fale” com os outros componentes. Depois que a encapsulação é concluída, o chip da CPU é testado para verificar se é a maneira correta executar, seu consumo e eficiência energética. Apenas chips capazes de passar nesses testes estão prontos para a produção.