خروج رقاقة السيليكون من مصنع التصنيع لا يعني أنها أصبحت جاهزة للعمل داخل حاسوب أو جهاز آخر. فالرقاقة، التي تتكون بعد آلاف خطوات المعالجة على الرقاقة الأم وخلال أسابيع من العمل، تحتاج إلى مرحلة ثانية من التصنيع تُعرف باسم التجميع والاختبار. خلالها تُثبت شريحة سيليكون واحدة أو أكثر داخل حزمة توفر الحماية، والقوة الميكانيكية، ومسارات الاتصال مع النظام، إضافة إلى المساعدة في التعامل مع الحرارة.
توضح Intel أن مصانع التجميع والاختبار التابعة لها حول العالم تنفذ مئات الخطوات قبل شحن كل حزمة إلى العملاء. وتختلف هذه المرحلة عن تصنيع الدوائر داخل الرقاقة نفسها؛ فهي تركز على تحويل القالب السيليكوني المكشوف إلى مكوّن مغلق ومختبر يمكن دمجه في منتج نهائي.
من القالب السيليكوني إلى الحزمة
تبدأ العملية بتثبيت القالب ومكونات أخرى مطلوبة، مثل المكثفات، على الركيزة التي تشكل الجزء الأساسي من الحزمة. تنفذ هذه المهمة وحدة تُسمى Chip Attach Module، وتقول Intel إن حجم الآلة المستخدمة فيها يقارب حجم سيارة. تصنع الركائز عادة من مواد عضوية، فيما تخطط الشركة لإدخال ركائز زجاجية في المستقبل القريب.
بعد ذلك، توضع مادة الإيبوكسي بين القالب والركيزة. وتتمثل وظيفتها في إزالة أصغر الفجوات الهوائية وتوزيع الإجهاد الميكانيكي بالتساوي على القالب، بما يساعد على تقوية التجميع. ثم تُضاف مادة واجهة حرارية، ويثبت غطاء معدني أعلى القالب ليعمل كناشر للحرارة ويساعد على تبديدها.
اختبارات قاسية قبل الشحن
لا تكتفي Intel بفحص الشكل الخارجي للحزمة. ففي مرحلة Burn In، تتعرض الشرائح لجهد كهربائي وحرارة مرتفعين بهدف اختبار قدرتها على العمل الموثوق لفترة طويلة. ولا تواصل المرحلة التالية إلا الشرائح التي تجتاز هذا الاختبار.
تخضع كل شريحة بعد ذلك لاختبارات كهربائية للتحقق من وظائفها الكاملة، وعزل عيوب التصنيع، وقياس أدائها مقارنة بالمواصفات المحددة. وقبل الشحن، تنفذ المصانع مرحلة Process Platform Validation، أو PPV، التي تحاكي ظروف استخدام العملاء من خلال تشغيل اختبارات تمثل نماذج استخدام وأنظمة تشغيل مختلفة.
لماذا تهم هذه المرحلة؟
توضح هذه الخطوات أن أداء المعالج أو الشريحة لا يعتمد على تصميم السيليكون وحده. فطريقة تثبيت القالب، وإدارة الحرارة، والتحقق من السلوك الكهربائي، ومحاكاة ظروف الاستخدام، كلها أجزاء من تحويل مكوّن دقيق إلى منتج قابل للاعتماد. وبعد اجتياز الاختبارات، تُجهز الحزم للنقل وتُحمل على الشاحنات لشحنها إلى العملاء حول العالم.