CPU是怎么制作出来的?

核心提示硅提纯:在硅提纯的过程中,原材料硅将被熔化,并放进一个巨大的石英熔炉。这时向熔炉里放入一颗晶种,以便硅晶体围着这颗晶种生长,直到形成一个几近完美的单晶硅。以往的硅锭的直径大都是300毫米,而CPU厂商正在增加300毫米晶圆的生产。切割晶圆:

硅提纯:在硅提纯的过程中,原材料硅将被熔化,并放进一个巨大的石英熔炉。这时向熔炉里放入一颗晶种,以便硅晶体围着这颗晶种生长,直到形成一个几近完美的单晶硅。以往的硅锭的直径大都是300毫米,而CPU厂商正在增加300毫米晶圆的生产。

切割晶圆:硅锭造出来了,并被整型成一个完美的圆柱体,接下来将被切割成片状,称为晶圆。晶圆才被真正用于CPU的制造。所谓的“切割晶圆”也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片,并将其划分成多个细小的区域,每个区域都将成为一个CPU的内核(Die)。一般来说,晶圆切得越薄,相同量的硅材料能够制造的CPU成品就越多。

影印:在经过热处理得到的硅氧化物层上面涂敷一种光阻(Photoresist)物质,紫外线通过印制着CPU复杂电路结构图样的模板照射硅基片,被紫外线照射的地方光阻物质溶解。而为了避免让不需要被曝光的区域也受到光的干扰,必须制作遮罩来遮蔽这些区域。这是个相当复杂的过程,每一个遮罩的复杂程度得用10GB数据来描述。

蚀刻:蚀刻使用的是波长很短的紫外光并配合很大的镜头。短波长的光将透过这些石英遮罩的孔照在光敏抗蚀膜上,使之曝光。接下来停止光照并移除遮罩,使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗蚀膜,以及在下面紧贴着抗蚀膜的一层硅。然后,曝光的硅将被原子轰击,使得暴露的硅基片局部掺杂,从而改变这些区域的导电状态,以制造出N井或P井,结合上面制造的基片,CPU的门电路就完成了。

重复、分层:为加工新的一层电路,再次生长硅氧化物,然后沉积一层多晶硅,涂敷光阻物质,重复影印、蚀刻过程,得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。重复多遍,形成一个3D的结构,这才是最终的CPU的核心。每几层中间都要填上金属作为导体。

封装:这时的CPU是一块块晶圆,它还不能直接被用户使用,必须将它封入一个陶瓷的或塑料的封壳中,这样它就可以很容易地装在一块电路板上了。封装结构各有不同,但越高级的CPU封装也越复杂,新的封装往往能带来芯片电气性能和稳定性的提升,并能间接地为主频的提升提供坚实可靠的基础。

一、电路板烧IGBT或保险丝的维修程序

保险丝或IGBT烧坏,不能马上换上该零件,必须确认下列其它零件是在正常状态时才能进行更换,否则,IGBT和保险丝又会烧坏。这样付出的代价就大了。

1.检查保险丝是否烧断

2.检测IGBT是否击穿:

用万用表二极管档测量IGBT的“E”;“C”;“G”三极间是否击穿短路。

A:“E”极与“G”极;“C”极与“G”极,正反测试均不导通(正常)。

B:万用表红笔接“E”极,黑笔接“C”极有0.4V左右的电压降(型号为GT40T101三极全不通)。

3.测量互感器是否断脚,正常状态如下:

用万用表电阻档测量互感器次级电阻约80Ω;初极为0Ω。

4.整流桥是否正常(用万用表二极管档测试):

A:数字万用表红笔接“-”,黑笔接“+”有0.9V左右的电压降,调反无显示。

B:万用表红笔接“-”,黑笔分别接两个输入端均有0.5V左右的电压降,调反无显示。

C:万用表黑笔接“+”,红笔分别接两个输入端均有0.5V左右的电压降,调反无显示。

5.检查电容C301;C302;C303;是否受热损坏。(如果损坏已变形或烧熔)

6.检测芯片8316是否击穿:

测量方法:用万用表测量8316引脚,要求1和2;1和4;7和2;7和4之间不能短路。

7.IGBT处热敏开关绝缘保护是否损坏。按键动作不良的检测测量CPU口线是否击穿:

二、按键动作不良

用万用表二极管档测量CPU极与接地端,均有0.7V左右的电压降,万用表红笔接“地”;黑笔接“CPU每一极口线”。否则,说明CPU口线击穿。

三、功率不能达到到要求

1.线圈盘短路:测试线圈盘的电感量:PSD系数为L=157±5?H,PD系列为L=140±5?H。

2.锅具与线圈盘距离是否正常。

3.锅具是否是指定的锅具。

四、检查各元气件是否松动,是否齐全。

装配后不良状况的检查:

1.不加热:检查互感器是否断脚。

2.插电后长鸣:检查温度开关端子是否接插良好。

3.无法开机:检查热敏电阻端子是否接插良好。

4.无小物检知(不报警):检查电阻R301——R307是否正常。

R301——R302为68KΩ

R303——R306为130KΩ

R307为3.0KΩ

5.风扇不转;检查三极管Q2是否烧坏。(一般烧坏三极管引脚跟部已发黄;也可用万用表二极管档测量)

 
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