Если кремниевые пластины, из которых изготовлены процессоры, настолько чувствительны, что рабочие носят специальные костюмы, как возможно разделение процессора?

Я видел много видео на YouTube, в которых люди делят процессоры, а затем применяют более качественные жидкости для охлаждения процессора. Пример: i5 & i7 Haswell & Ivy Bridge - полное руководство по Delid - (метод недостатков)

Однако я также видел, что люди, работающие в потрясающих фабричных костюмах, носят специальные костюмы, потому что кремниевые пластины чрезвычайно чувствительны ко всем видам частиц.

Что на самом деле происходит при выделении процессора?

Вафли чрезвычайно чувствительны во время производства, потому что, если между какими-либо этапами процесса на нем осядет пыль или частицы грязи , последующие этапы процесса не пройдут на загрязненном участке.

Как только изготовление закончено, и чип получает последний слой, пыль больше не будет его беспокоить.

Я бы рискнул предположить, что настольные процессоры, на которых установлены термораспределяющиеся крышки, получат надлежащую обработку поверхности для нанесения выбранной термопасты.

Что-то не упомянутое другими ответами - это то, что не только сам чип так чувствителен к пыли. Это также литографические пластины, используемые для печати слоев резиста для каждой стадии процесса.

Изображение из Википедии

Невероятно продвинутая оптика используется для проецирования света через эти по существу «пленочные негативы» на слой резиста на пластине. Эти негативы в несколько раз больше, чем фактические элементы, чтобы уменьшить влияние ошибки на пластине, но размер элемента только примерно в 4-5 раз больше. Ультрафиолетовый свет пропускается через них и фокусируется до соответствующих размеров, чтобы резист имел соответствующее разрешение. При нынешних технологических процессах, достигающих 10 нм, эти литопластинки должны быть «идеальными», потому что они используют методы дифракции для печати элементов, во много раз меньших, чем длина волны используемого света. Если бы на одну из этих пластин попала пыль, это испортило бы каждую микросхему, напечатанную впоследствии в этой области литопластинки.

Слой пассивации - последний шаг, исключающий атмосферу. Этот слой формируют, подвергая пластину воздействию высокотемпературного кислорода (низкая скорость роста) или пара (высокая скорость роста). Результатом является диоксид кремния, толщиной в тысячи ангстрем.

Края интегральной схемы обычно защищены от ионного проникновения с помощью «уплотнительного кольца», где металлы и имплантаты сужаются до чистой кремниевой подложки. Но будь осторожен; уплотнительное кольцо представляет собой проводящий путь вдоль края ИС, что позволяет передавать помехи вдоль края ИС.

Для успешных систем на кристалле, вам нужно будет оценить пробитое уплотнение на ранней стадии в вашем кремниевом прототипе, чтобы вы знали ухудшение изоляции, повреждение минимального уровня шума, вызванное детерминированным шумом, который открыто подается в чувствительные области IC. Если уплотнительное кольцо впрыскивает 2 милливольта мусора, на каждом фронте тактовой частоты, можно ли ожидать достижения производительности 100 нановольт? Ах да, усреднение преодолевает все зло.

РЕДАКТИРОВАНИЕ Добавление некоторых прецизионных согласованных интегральных схем изменит механические напряжения, наложенные на кремний, и многочисленные транзисторы, резисторы, конденсаторы на нем; изменения в напряжениях изменяют мельчайшие искажения кремния вдоль осей кристалла и изменяют пьезоэлектрические отклики, которые постоянно изменяют лежащие в основе источники электрических ошибок в структурах, согласованных в других отношениях. Чтобы избежать этой ошибки, некоторые производители используют расширенные функции (дополнительные транзисторы, дополнительные слои легирования и т. Д.), Чтобы добавить режимы подстройки при использовании; при этом при каждом включении питания интегральная схема автоматически проходит последовательность калибровки.

Как правильно заметил @WhatRoughBeast в комментарии, матрица процессора, размещенная на печатной плате, не обнажает никаких тонких структур, которые расположены на другой стороне кристалла. Есть даже недорогие процессоры, которые продаются без крышки, как этот:

Если вы посмотрите поближе , вы увидите, что процессор пережил не только пыль и термопасту, но также несколько царапин и потрескавшийся угол, что явно означает, что на этой стороне матрицы нет ничего важного.

Ключевым моментом здесь, как сказали WhatRoughBeast и PlasmaHH, является отсутствие уязвимости чувствительных частей кристалла процессора. Кажется, что видна только нижняя плоскость (это характерно для флип-чипов).

Можно подумать, что если чип не перевернут, но присутствует пассивирующий слой, чип будет достаточно защищен. К сожалению, это только спасет чип от частиц, но не от любого другого случайного повреждения, происходящего из-за ударяемой крышки, например, из-за обрывов проводов и разрушенных трехмерных структур (воздушных мостов).

Кроме того, пассивирующий слой не всегда присутствует, потому что он может серьезно ухудшить литейный процесс на высоких частотах - это часто случается с MMIC (монолитные микроволновые интегральные схемы). Я бы не стал полагаться на это, если бы не знал, что это там.

В этом случае я вижу гораздо больше опасностей от самого процесса разделения, чем от того, что чип подвергается воздействию в не чистой среде после разделения.