芯片，英文全稱（integrated circuit）簡(jiǎn)稱為IC,指載有集成電路的半導(dǎo)體元件，我們?nèi)粘Ｉ钪锌吹降模眠^的電子設(shè)備如手機(jī)，電腦，電視，這些電子設(shè)備想要運(yùn)行的主要?jiǎng)恿康木褪沁@顆小小的芯片。

簡(jiǎn)單來說，芯片對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性不亞于，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于汽車。

只有指甲蓋大小的芯片，為什么這么厲害呢？

別看芯片的體積小，但制造難度非常大，其制作過程不亞于在指甲蓋上建造一座城市。我們一般看到的芯片是這樣的↓

但是在顯微鏡下，如同街道星羅棋布，無數(shù)的細(xì)節(jié)令人驚嘆不已。

原來，指甲蓋大小的芯片，上面卻有數(shù)公里的導(dǎo)線和幾千萬(wàn)甚至上億根晶體管。

為了讓這些納米級(jí)的元件“安家落戶”，芯片在投入使用前，要經(jīng)歷上百道工序的納米級(jí)改造……

芯片的制造

1.打造“地基”硅晶元

芯片的地基名為「硅晶圓」。無論電路圖被設(shè)計(jì)成什么樣，最終都要疊加到它的身上。而「硅晶圓」最初的模樣我們都見過我們所熟悉的沙子，在沙子中加入碳，在高溫作用下，轉(zhuǎn)化為純度約99.99%的硅。硅經(jīng)過熔煉，從中拉出鉛筆狀的硅晶柱，也就是硅錠。再通過鉆石刀將硅晶柱切成圓片拋光后便形成硅晶圓，芯片的地基就完成了。

2.光刻

首先在硅片上涂抹光刻膠。然后用紫外線透過掩膜照射光刻膠，掩膜上印著預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖案。光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉，清除后留下的圖案和掩膜上的一致。再用化學(xué)物質(zhì)溶解掉暴露出來的晶圓部分，剩下的光刻膠保護(hù)著不應(yīng)該蝕刻的部分。蝕刻完成后，清除全部光刻膠，露出一個(gè)個(gè)凹槽。

3.摻雜

通過離子注入，賦予硅晶體管的特性，把硼或磷注入到硅結(jié)構(gòu)中。接著填充銅，以便和其他晶體管互連。然后可以在上面再涂一層膠，再做一層結(jié)構(gòu)。一般一個(gè)芯片包含幾十層結(jié)構(gòu)，就像密集交織的高速公路。

4.封裝測(cè)試

芯片做好后， 精細(xì)的切割器將芯片從晶圓上切下來，焊接到基片上，裝殼密封。經(jīng)過測(cè)試后就可以包裝銷售了。

芯片的進(jìn)化，就是芯片變小的過程，提升芯片的性能，有很多的手段，但是大多數(shù)人都選擇從基板入手。

所有的電子器件對(duì)熱量都是敏感的，而隨著芯片輸入功率的不斷提高，芯片體積不斷地縮小，大耗散功率帶來的大發(fā)熱量給封裝材料提出了更新、更高的要求?；迨沁B接內(nèi)外散熱通路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，兼有散熱通道、電路連接和對(duì)芯片進(jìn)行物理支撐的功能。對(duì)高功率產(chǎn)品來講，其封裝必須具有高電絕緣性、高導(dǎo)熱性、與芯片匹配的熱膨脹系數(shù)等特性。

散熱效陶瓷基板：提升散熱效率滿足高功率需求

以PPA(聚鄰苯二甲酰胺)樹脂為原料的貼片式基板，通過添加改性填料來增強(qiáng)PPA原料的某些物理、化學(xué)性質(zhì)，從而使PPA材料更加適合注塑成型及貼片式基板的使用。PPA塑料導(dǎo)熱性能很低，其散熱主要通過金屬引線框架進(jìn)行，散熱能力有限，只適用于小功率封裝。 金屬本身的導(dǎo)熱系數(shù)良好，但是要做到電熱分離，仍需要再導(dǎo)入一個(gè)絕緣層來。由于絕緣層的熱導(dǎo)率極差，此時(shí)熱量雖然沒有集中在芯片上，但是卻集中在芯片下的絕緣層附近，一旦做更高功率，散熱的問題就會(huì)浮現(xiàn)。同時(shí)由于絕緣層的關(guān)系，使得金屬基板無法承受高溫焊接，同時(shí)也限制了封裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，不利于散熱。且由于金屬本身成本的問題，金屬基板明顯與市場(chǎng)發(fā)展方向是不匹配的。

陶瓷憑借本身材料的特性，有效地彌補(bǔ)了金屬基板所具有的缺陷，從而改善基板的整體散熱效果。Al2O3陶瓷覆銅板雖是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的陶瓷覆銅板，但由于其熱膨脹系數(shù)相對(duì)Si單晶偏高，導(dǎo)致Al2O3陶瓷覆銅板并不太適合在高頻、大功率、超大規(guī)模集成電路中使用。目前AlN被認(rèn)為是新一代半導(dǎo)體基板和封裝的理想材料。

AlN陶瓷材料從20世紀(jì)90年代開始得到廣泛地研究而逐步發(fā)展起來，是目前普遍認(rèn)為很有發(fā)展前景的電子陶瓷封裝材料。AlN陶瓷覆銅板的散熱效率是Al2O3的7倍之多，AlN應(yīng)用于高功率的散熱效益顯著，進(jìn)而大幅提升的使用壽命。AlN陶瓷覆銅板的缺點(diǎn)是即使表面有非常薄的氧化層也會(huì)對(duì)熱導(dǎo)率產(chǎn)生較大影響，只有對(duì)材料和工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制才能制造出一致性較好的AlN陶瓷覆銅板。

DPC陶瓷覆銅板更加符合高密度、高精度和高可靠性的未來發(fā)展方向，對(duì)于制造商們來說，它是一種更可行的選擇。