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RAM是如何制造的?

曾经想知道什么RAM是由和存储器是如何制造的? 这里是一个幕后的观察,澳门太阳城app下载采取了严格的过程,以确保您得到一个高质量的澳门太阳城.

记忆有很多种,但它们的构成方式都是一样的. 阅读这里关于不同类型的记忆的属性. 有关不同类型服务器内存的信息,请阅读此处.

第一部分:从硅片到成品晶圆

存储芯片是由各种晶体管组成的集成电路, 电阻, 每个芯片上都必须有电容器. 这些集成电路从硅开始,硅通常是从沙子中提取的. 将硅转化为存储芯片是一项艰巨的任务, 涉及工程师的细致程序, 冶金学家, 化学家, 和物理学家. 存储器是在一个称为晶圆厂的大型设施中生产的,该设施包含许多洁净室环境. 半导体存储芯片是在干净的房间里制造的,因为电路非常小,即使是很小的灰尘也会损坏它. 美光在爱达荷州博伊西的主要工厂覆盖超过1个.800万平方英尺,拥有1级和10级洁净室. 在1级洁净室中,每立方英尺空气中不超过1粒尘埃. 相比之下,一家干净、现代化的医院每立方英尺空气中约有10,000个灰尘颗粒. 洁净室内的空气经过连续过滤和循环. 生产团队成员戴着特殊的帽子、长袍和口罩,以帮助保持空气中没有颗粒.

美光的生产团队成员戴着一顶特殊的帽子, 长袍和口罩,以帮助保持一个干净的房间无颗粒

步骤1:硅锭

从硅到集成电路的第一步是纯粹的创造, 单晶缸, 或锭, 它由硅制成,直径330毫米. 他们形成后, 硅锭被切成薄片, 高度抛光的小于6毫米厚的晶圆. 芯片(晶体管)的电路元件, 电阻, 然后在硅片上分层构造电容器. 电路开发, 通过仿真测试, 并在电脑系统真正建成之前完善它们. 设计完成后,制作玻璃掩模——电路的每一层都有一个掩模. 光掩膜是带有孔或透明片的不透明板,允许光线以特定的图案通过, 这些掩模对于制造过程的下一个步骤:光刻是必不可少的.

步骤2:光刻

在无菌无尘室环境中, 晶圆片暴露在一个多步骤的光刻过程中,该过程对电路所需的每个掩模重复一次. 掩模被用来(a)定义晶体管的不同部分, 电容器, 电阻器, 或连接器,将完成集成电路, 以及(b)定义制造器件的每一层的电路图. 在生产过程的开始, 裸露的硅片上覆盖着一层薄薄的玻璃, 然后是氮化层. 玻璃层是在900摄氏度的温度下将硅片暴露在氧气中一个小时以上形成的, 这取决于这层需要有多厚. 玻璃(二氧化硅)是晶圆片中的硅材料暴露在氧气中形成的. 在高温下,这种化学反应(称为氧化)以非常快的速度发生.

在光刻过程中曝光的晶圆片

步骤3:光致抗蚀剂

接下来,在晶圆上均匀地涂上一层厚厚的感光液体,称为光刻胶. 通过在紫外光源和晶圆之间小心地对准掩膜来选择硅片的部分进行曝光. 在掩模的透明区域,光线通过并暴露出光刻胶. 暴露在紫外线下时, 光刻胶发生化学变化, 哪一种显影液可以去除曝光的光刻胶,并在晶圆上留下未曝光的部分. 对于电路所需的每一个掩模,都要重复光刻/光刻胶过程.

步骤4:腐蚀

在蚀刻步骤中, 湿酸或等离子体干气放置在晶圆上,以去除被硬化的光刻胶保护的氮化层部分. 这在掩模的精确设计中会在晶圆上留下氮化图案. 当硬化的光刻胶被另一种化学物质移除(清洗)时, 数以百计的存储芯片现在可以蚀刻在晶圆上.

第二部分:分层晶圆并完成电路

在第一部分的制造过程中, 所有的电路元件(晶体管), 电阻, 和电容器)是在最初的掩模操作期间建造的. 接下来的步骤通过创建一组层将这些元素连接在一起.

步骤5:铝层

开始把电路元件连接起来, 在晶圆上沉积一层玻璃绝缘层(称为BPSG), 一个接触掩模被用来定义每个电路元件的接触点(或窗口). 接触窗被蚀刻后, 在溅射室中,整个晶圆被一层薄薄的铝覆盖. 当金属掩膜应用于铝层时, 形成一个由细金属连接或导线组成的网络, 为电路创造一条路径.

步骤6:钝化分层

然后整个晶圆被玻璃和氮化硅绝缘层覆盖,以保护它在组装期间不受污染. 这种保护涂层称为钝化层. 最后的掩模和钝化蚀刻过程如下, 从端子上拆卸钝化材料, 哪些被称为焊盘. 现在自由的键合垫是用来电连接的模具上的金属针脚的塑料或陶瓷封装, 集成电路现在已经完成. 在晶圆被送到模具组装之前,晶圆上的每一个集成电路都要经过测试. 功能芯片和非功能芯片被识别并映射到计算机数据文件中. 然后用金刚石锯将晶圆切割成一个个的薄片. 非功能性的芯片被丢弃,其余的则准备组装. 这些独立的芯片被称为死芯片. 在模具封装之前, 它们被安装在引线框架上,在这里,细金丝将芯片上的焊盘连接到框架上,从而在模具和引线手指之间形成一条电路径.

薄金丝将芯片上的焊盘连接到框架上,这是存储器生产过程的一部分

第三部分:模具准备和测试

在第二部分的制造工艺, 集成电路被创建,完成的晶片被切割成模具. 接下来的步骤准备在成品模块中使用的模具.

第七步:封装

在封装过程中,引线框架被放置在模具板上并加热. 熔融的塑料材料被压在每个模具周围,形成其单独的包装. 打开模具,压出引线框架并清洗干净.

第八步:电镀

电镀是下一个过程,将封装的铅框架浸入锡和铅的溶液中进行“充电”. 在这里, 锡和铅离子被吸引到带电的引线框架上, 这就产生了一个统一的镀层, 增加了模具的导电性,并提供了一个干净的表面,以便可以安装模具.

第九步:修剪和成形

整洁和形式, 引线框架被装入裁切机中, 在哪里形成引线和芯片然后从框架切断. 然后将单个芯片放入抗静电管中进行处理和运输到测试区域进行最终测试.

步骤10:老化测试

在老化测试中,对每个芯片进行测试,看看它在加速应力条件下的表现. 老化测试是模块可靠性的重要组成部分. 通过在加速应力条件下测试模块, 澳门太阳城app下载能够在每批处理中剔除少量使用后会失效的模块. 进行老化测试, 澳门太阳城app下载使用业界领先的AMBYX烘箱,是澳门太阳城app下载的工程师专门为老化测试开发的. 在存储芯片通过老化测试后,它们被检查,密封,并准备组装.

步骤11:PCB组装施工

在存储芯片被制造出来之后,它们需要一种连接电脑主板的方式. 印刷电路板(PCB)通过提供一种将芯片连接到主板的方法来解决这个问题. 要做到这一点, 芯片被安装到印刷电路板(PCB),最终的澳门太阳城是一个完成的存储模块. pcb是由几块相同的板组成的阵列或薄片. 装配后, 数组被分离成独立的模块, 就像巧克力可以被切成更小的方块. 通过根据大小改变每个阵列中pcb的总数量, 美光最大限度地利用给定数量的原材料制造模块.

在存储芯片的生产过程中,激光将识别代码蚀刻到每个存储芯片上

第四部分:模块组装

在制造过程的第三部分,模具和PCB准备最终模块组装. 最后的步骤包括模块组装过程.

步骤12:丝网印刷

当模块设计完善并生产出pcb后,内存模块组装就开始了! 组装需要一个复杂的焊接程序,将存储芯片连接到PCB上. 这从丝网印刷开始.在丝网印刷中,用模板将锡膏丝网印在成品PCB上. 焊锡膏是一种粘性物质,将芯片固定在PCB上. 模板的使用确保锡膏只粘贴在组件(芯片)将附着的地方. 连接点很容易找到, 由于基准, 哪些是PCB上的标记,决定芯片需要放置在哪里.一旦锡膏被应用, 自动“挑选和放置”组装机器扫描基准,以确定芯片在PCB上的位置. 拾取和放置机器被编程来知道哪些芯片被放置在哪里, 所以当一台机器从馈线上取下一块芯片并把它放在PCB上时, 它知道芯片的确切位置. 芯片放置过程发生在所有剩余芯片和模块上的任何其他组件. 在内存制造的所有步骤中, 这是最快的:芯片被放置在完成的PCB只需几秒钟!

一台机器从馈线上取下一块芯片,并把它放在PCB上

步骤13:焊接和附件

接下来,组装好的芯片和木板通过烤箱. 高温将锡膏融化成液体. 当焊料冷却后,它会凝固,在存储芯片和PCB之间留下一个永久的键. 在此过程中,熔融焊料的表面张力可以防止芯片错位. 芯片连接起来后,阵列就被分离成独立的模块. 美光团队成员目视检查每个模块. 许多模块还需要使用自动化x射线设备进行额外的检查,以确保所有接头都已正确焊接. 所有的美光内存模块符合IPC-A-610接受标准-世界公认的行业标准.

步骤14:组装后质量测试

然后,美光公司对模块进行测试和标记. 澳门太阳城app下载使用定制设备自动测试性能和功能. 这消除了操作符将失败的模块错误放置到传递位置的任何可能性. 某些模块被编程与识别“狗标签”,你的电脑将识别和读取.

步骤15:装运

在发送给电脑制造商和消费者之前, 统计上有意义的部分成品模块被随机选择进行最终质量检查. 在模块被批准使用之后, 它们被放置在防静电的塑料托盘和塑料袋中, 并已准备好交付. 经过大量的制造过程后,你的记忆就可以使用了. 它经过了严格的测试和批准! 要了解更多关于内存单位的信息,请阅读这里!


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