Каждый день мы ездим на метро и используем бесконтактные транспортные карты. Они устроены просто: внутри, между двумя слоями картона размещается антенна с чипом. Когда мы подносим карточку к турникету, она попадает в высокочастотное электромагнитное поле считывателя и получает небольшой наведённый электромагнитный импульс. Этой энергии хватает для срабатывания чипа, который отправляет считывателю небольшую порцию данных. Среди них, например, уникальный номер карточки. Далее данные обрабатываются компьютером, и вы получаете разрешение на проход (точнее турникет получает команду на открытие прохода). Так работает транспортная карточка для прохода в метро.
Эти карточки делают на «Микроне» в Зеленограде. Там каждый месяц их выпускают 30 000 000 (30 миллионов) штук. Как их делают?
Сначала делают чип, а потом его вклеивают в карточку. Давайте посмотрим как это происходит. Чип транспортной карты – это обычная специализированная интегральная микросхема. И она, как и подавляющее число микросхем, выращивается на кремниевых пластинах. Сначала из обычного кремниевого песка искусственно выращивается большой кремниевый кристалл. Потом он нарезается на пластины диаметром 200 мм точно также как вы нарезаете колбасу. Это делается на другом заводе. На «Микрон» приходят уже готовые такие пластины. Новые пластины полируется химически и механически.
Далее — фотолитография. Там, в помещении, используется жёлто-коричневый свет, не засвечивающий фоторезист. Фоторезист наносится на пластину, а затем, через фотошаблон засвечивается ультрафиолетом. Засветка идёт не всей поверхности. Потому что используется специальная маска — фотошаблон (как негатив в чёрно-белой фотографии). На фотошаблоне малюсенькие и тонюсенькие транзисторы, соединительные дорожки и прочие элементы, которые надо сформировать в чипе. Через неё и идёт засветка.
Эта процедура выполняется многократно и образуется множество пространственных слоёв. При производстве чипа для транспортных карт на пластине производится от 300 до 3000 технологических операций. Одна пластина для формирования всех слоёв может находиться в производстве 2-3 месяца.
Всю работу по наращиванию слоёв и контролю результата работы выполняют автоматы.
К пластинам человек не прикасается. Они находятся в специальном коричнево-оранжевом боксе и перемещаются внутри завода в этих боксах. В транспортном контейнере (оранжевый) содержится 25 пластин.
Всё это происходит в чистых комнатах. В них поддерживается определённый уровень температуры (21°С), влажности (40%) и запылённости. Создаётся немного повышенное давление внутри чистой комнаты, чтобы наружные пылевые частицы не попадали внутрь неё. Работают в них в специальной одежде.
На заключительном этапе пластина отправляется печь. Там при 400°C формируется защитная плёнка из оксида кремния.
Потом элементы на пластине тестируются.
После — пластина стачивается и утончается до 75 микрон.
На одной пластине около 90 000 кристаллов, которые будут использованы при изготовлении транспортных билетов.
Следующая операция – бампирование, то есть установка золотых проводников — контактов между чипом и антенной транспортного билета.
На установку подаётся пустая модульная лента с антеннами (inlay), на неё наносится клей, а сверху — кристалл интегральной микросхемы.
Рамер красталла 500 Х 500 мкм. Он монтируется на антенну на inlay. Потом обклеивается бумагой и разрезается на отдельные карточки.
Потом — персонализация билета. Персонализация карты — карте присваивается и наносится персональный номер.
Всё – карточки едут по кассам метро.
