Наличие в помещении всевозможных детекторов позволяет производить контроль и управление большинством современных домов, дистанционно и автоматически, согласно заданному заранее алгоритму, без постоянного контроля человека. В этой статье обговорим, как сделать датчик движения своими руками в домашних условиях, а также рассмотрим сферу возможного применения данных устройств.

Кратко о датчиках

Концевой выключатель или самовозвратная кнопка, установленная у двери и реагирующая на открывание и закрывание — самый простой датчик движения (проникновения, открывания). С помощью нехитрой схемы данный аппарат включает свет в холодильнике. Также можно оснастить кладовку или тамбур прихожей, дверь в подъезде, дежурную светодиодную подсветку, используя данный выключатель или сигнализацию, которая оповестит о срабатывании.
Такие аппараты, на основе и магнита, можно заметить на дверях и окнах охраняемых объектов. Недостаток устройств в узко специализированном применении. Для контроля открытых территорий, площадей, проходов они не годны.

Для открытых проходов существуют устройства, реагирующие на изменения в окружающей среде. К ним относятся фотореле, емкостные (датчики поля), тепловые (PIR), звуковые реле. Для фиксации пересечения определенного участка, контроля препятствия, наличия движения какого-либо объекта в зоне перекрытия, используют фото или звуковые эхо устройства.

Принцип работы таких устройств основан на формировании импульса и его фиксации после отражения от объекта. При попадании в такую зону контроля, изменяется характеристика отраженного сигнала, и детектор формирует сигнал управления на выходе.

Для наглядности представлена принципиальная схема работы фотореле и звукового реле:

Интерактивные автоматы, автоматические двери, голосовые извещатели, охранная сигнализация и прочая автоматика, реагирующая на чёткое положение препятствия или объекта.

К примеру, замечательно снабдить детектором движения зеркало с подсветкой. Включение освещения будет происходить только в тот момент, когда человек будет находиться непосредственно возле него. Не желаете сделать такую самостоятельно?

Схемы сборки

Микроволновый

Для контроля открытых пространств и контроля наличия объектов в контролируемой зоне, разработано емкостное реле. Принцип действия данного устройства заключается в измерении величины поглощения радиоволн. Каждый наверное наблюдал или был участником этого эффекта, когда приближаясь к работающему радиоприемнику, он начинает менять волну или и издавать шум сбиваясь со станции. Поговорим о том, как сделать датчик движения микроволнового типа. Сердцем данного детектора является радио микроволновой генератор и специальная антенна.

На данной принципиальной схеме представлен простой способ сделать микроволновый датчик движения. Транзистор VT1 является высокочастотным генератором и по совместительству радио приемником. Детекторный диод выпрямляет напряжение, подавая смещение на базу транзистора VT2. Обмотки трансформатора Т1 настроены на разную частоту. В начальном состоянии, когда на антенну не воздействует внешняя емкость, амплитуды сигналов взаимно компенсируются и на детекторе VD1 нет напряжения. При изменении частоты их амплитуды складываются и детектируются диодом. Транзистор VT2 начинает открываться. В качестве компаратора, для четкой отработки состоянии включено и выключено, используется тиристор VS1, который управляет силовым реле на 12 Вольт.

Ниже предоставлена работающая схема реле присутствия на доступных компонентах, которая поможет собрать детектор движения своими руками или просто пригодится для ознакомления с устройством.

Тепловой

Тепловой ДД (PIR) самый распространенный сенсорный аппарат в хозяйственном секторе. Это объясняется дешевыми комплектующими, простой схемой сборки, отсутствием дополнительных сложных настроек, широким температурным диапазоном работы.

Готовый аппарат можно купить в любом магазине электротоваров. Часто этим сенсором снабжаются светильники, устройства сигнализации и прочие контроллеры. Однако сейчас мы расскажем, как сделать тепловой датчик движения в домашних условиях. Простая схема для повторения выглядит следующим образом:

Специальный тепловой датчик В1 и фото элемент VD1 составляют автоматизированный комплекс управления освещением. Устройство начинает работать только после наступления сумерек, выставленным уровнем резистора R2, при попадании перемещающегося человека в зоне контроля. Время встроенного таймера можно выставить регулятором R5.

Самоделка на Arduino

Недорогой сенсор можно сделать из специальных плат для радио конструктора. Из уже готовых модулей собирается довольно миниатюрное устройство. Для сборки нам понадобятся модуль датчика движения для микроконтроллеров Arduino и модуль одноканального реле.

Для освещения по конструкции довольно сильно различаются. В первую очередь следует отметить, что на сегодняшний день существует множество фотоэлементов для данных устройств. В конечном счете, они задают датчику свои параметры. Также модели отличаются друг от друга по чувствительности. Связано это с тем, что усилители на них устанавливаются разной мощности. Собрать самостоятельно датчик довольно сложно, однако если подобрать все элементы и придерживаться схемы, то сделать это можно.

Стандартная схема подключения

Стандартная схема подключения модели предполагает использование модуляционного фотоэлемента. При этом транзисторы применяются чаще всего диодного типа. Лампочка в данном случае должна располагаться возле усилителя. Ширина пропускания зависит от типа конденсатора. Усилители, как правило, устанавливаются импульсного типа. Однако интегрированные модификации также можно найти в наше время. Точность слежения устройства в конечном счете зависит от многих факторов. В первую очередь это касается типа фильтра, который предназначен для подавления помех. Дополнительно в датчиках устанавливается модулятор, который по параметрам может варьироваться.

Модель с магнитным фотоэлементом

Чтобы собрать данного типа своими руками (схема показана ниже), в первую очередь следует подобрать корпус для устройства. После этого устанавливается непосредственно лампа. Далее важно приготовить патрон. Подсоединять этот элемент можно только после модулятора. С указанной целью необходимо для него установить площадку. При этом блок можно в корпусе зафиксировать при помощи винтов.

После подсоединения модулятора устанавливается проходной конденсатор. Емкость его для высокой стабилизации датчика не должна превышать 4 пФ. В противном случае ширина значительно уменьшится. Для подключения устройства к сети используются диффузоры. Всего у них должно быть три контакта. Один из них предназначен для заземления. В конечном счете, включение света через датчик движения может осуществляться дистанционно.

Применение широкополосных фотоэлементов

Складываются данного типа датчики движения для включения света своими руками довольно просто. В первую очередь стандартно следует подготовить корпус для лампы. При этом для этого элемента место выделятся отдельно. Непосредственно плата не должна соприкасаться с поверхностью корпуса. Крепится блок чаще всего на винтах. Диффузоры в данном случае используются стандартно на три контакта. При этом подключение может осуществляться к сети через усилитель.

Транзисторы в этой ситуации можно использовать индукционного типа. Однако следует учитывать, что чувствительность датчика будет невысокой. Также в данной ситуации можно воспользоваться резисторными транзисторами. Ширина пропускания у них способна доходить до 5 мк. При этом напряжение на лампочку будет даваться ровно 5 В.

Датчик на дипольных резисторах

Собрать данного типа датчики движения для включения света своими руками можно, если подобрать качественный фотоэлемент. Чтобы повысить чувствительность, многие специалисты советуют использовать магнитные аналоги. В наше время они пользуются большим спросом. Конденсаторы в данной ситуации целесообразно подбирать эммитерного типа. Параметр пороговой частоты будет находиться на уровне 44 Гц. Все это позволит напряжение на лампочку подавать 5 В.

Однако в этой ситуации следует учитывать тип усилителя. Если он используется сетевого типа, то конденсаторы лучше устанавливать возле фотоэлемента интегрированные. В среднем емкость их равняется не более 9 пФ. В целом указанного типа датчики движения для включения света отзывы потребителей получают положительные.

Использование селективных конденсаторов

Чтобы собрать данного типа датчики движения для включения света своими руками, необходимо подобрать для фотоэлемента пластиковый корпус. При этом лампа находиться должна отдельно. Транзисторы для такой модели подходят интегрального типа. Устанавливать их необходимо в ряд с усилителем. В данном случае его можно выбрать сетевого типа. Непосредственно конденсатор должен располагаться над фотоэлементом.

Подключение осуществляется через диффузор. При этом первый контакт должен идти на анод, а второй - на катод. Точность слежения прибора зависит в этой ситуации исключительно от Дополнительно следует отметить, что фотоэлементы для этого подходят больше магнитного типа. Если использовать интегральный аналог, то нагрузка на конденсаторы будет оказываться довольно большая. Также сбои могут происходить в транзисторе.

Сверхчувствительные модели

Собрать данного типа датчики движения для включения света своими руками можно, если заранее подобрать качественный фотоэлемент. Многие специалисты в этом случае советуют отдавать предпочтение магнитным аналогам. Чувствительность у них находится на уровне 55 мк. Также следует отметить, что усилитель обязан устанавливаться с пороговой частотой на отметке в 30 Гц. Все это необходимо для того, чтобы убрать нагрузку с конденсаторов. Всего транзисторов для устройства необходимо предусмотреть два. Один из них обязан располагаться у диффузора. Параметр проходимости его в значительной степени зависит от мощности усилителя. Лампочку в данном случае можно использовать обычную.

Модификации с пониженной чувствительностью

С пониженной чувствительностью как сделать датчики движения для включения света? Отвечая на этот вопрос, следует знать, что фотоэлементы в подобной ситуации целесообразнее подбирать лучевые. Параметр чувствительности у них в среднем находится на уровне 20 мк. Также важно отметить, что усилители в приборах используются самые разнообразные. В данной ситуации нужно, чтобы уровень отрицательного сопротивления в цепи не превышал 11 Ом.

В противном случае резисторы быстро сгорают. Подключение устройства осуществляться может только чрез диффузор. Как правило, его устанавливают со стабилитроном. Благодаря этому маленькие перепады напряжения в доме не страшны устройству. Также следует отметить, что конденсаторы подбирать важно с высокой емкостью.

Модификации с мембранным усилителем

Указанные датчики движения для включения света (схема подключения показана ниже) на сегодняшний день являются очень востребованными. Если верить отзывам людей, то устанавливаются они довольно просто. В первую очередь следует зачистить внешние контакты. С этой целью необходимо снять крышку диффузора. После этого подбирается первый контакт и соединяется с выходным кабелем. Далее нужно подключить заземление. Если говорить про датчик, то мембранный усилитель в устройстве значительно повышает параметр пороговой частоты. Фотоэлементы для него подходят практически всех типов. Однако конденсаторы многие специалисты советуют устанавливать интегральные. В данном случае прослужить они способны довольно много.

Отдельного внимания заслуживают резисторы. Некоторые при сборке устройства их используют модульные. Однако в этом случае параметр отрицательного сопротивления в датчике будет составлять примерно 6 Ом. На фотоэлемент эта нагрузка считается довольно большая. Чтобы решить указанную проблему, следует обратить внимание на двухрядные резисторы. Всего их для прибора понадобится два. Первый должен устанавливаться возле фотоэлемента. При этом второй часто располагают для лучшей проводимости за усилителем.

Применение диэлектрических резисторов

В наше время данного типа датчики движения для включения света (схема подключения показана ниже) встречаются довольно редко. Фотоэлементы у них чаще всего устанавливаются лучевые. Однако некоторые производители выпускают модели с магнитными аналогами. Чтобы самостоятельно собрать датчик, следует приготовить регисторные конденсаторы. Резисторы важно устанавливать за усилителем.

Уровень чувствительности датчика зависит от мощности стабилитрона. Подключение устройства осуществляется через диффузор. Устанавливается он чаще всего на три контакта. В первую очередь устройство соединяется через анод. После этого важно проверить заземление. При нормальной эксплуатации устройства уровень отрицательного сопротивления не превышает 40 Ом.

Использование поглощающих фильтров

С поглощающими фильтрами существуют различной чувствительности датчики движения для включения света своими руками. Как сделать модель самостоятельно? Отвечая на этот вопрос, следует знать, что устройства данного типа собираются только на базе лучевого фотоэлемента. Однако в первую очередь закрепляется модулятор. Для высокой чувствительности он подбирается серии Р20. Также следует отметить, что резисторы для устройства подходят только векторного типа. Проходимость их зависит не только от фотоэлемента, но и от усилителя.

Блоки питания для устройства подбираются в среднем на 20 В. При этом обычные лампы накаливания использоваться могут. Патрон для них можно приобрести во многих магазинах. Непосредственно фильтры в устройствах играют роль поглотителей. При этом низкочастотные помехи отсеиваются. Размещать данный элемент необходимо возле конденсатора. В конце следует отметить, что указанные датчики движения для включения света в подъезде устанавливают довольно часто.

Под датчиком движения чаще всего подразумевается миниатюрное бытовое устройство, предназначение которого зажечь лампочку освещения без участия человека.

Срабатывает датчик строго на движение. Интервал между фиксацией человека в зоне действия фотоэлемента и включением освещения составляет в среднем от нескольких секунд до десяти минут.

Датчик вовсе не обязательно приобретать в магазине. Такие детекторы легко изготавливаются. Многие мастерят эти приборы самостоятельно или же делают ремонт датчика движения своими руками.
Для работы понадобится :

• (например, используемый для зарядки батарей – у него подходящее напряжение на выходе, 5 вольт);
• фотоэлемент (подходит любой);
• (в котором должен быть переход p-n-p);
• реле;
• подстроечное сопротивление.

Как изготовить инфракрасный датчик движения своими руками?

Прежде всего катод фотоэлемента подключается к питанию со стороны положительного полюса. Сопротивление к аноду (предварительно рассчитывается по закону Ома).

Порядок монтирования схемы датчика движения своими руками .

Подключается подстроечное сопротивление со значением 10 кОм. Дальше детали припаиваются:

• один вывод к «минусу» блока питания, второй к свободному концу сопротивления;
• база транзистора к свободному контакту подстроечного сопротивления;
• коллектор к блоку (его положительному полюсу).

Затем в цепь включается реле (на 5 Вольт), его свободный конец припаивается к «минусу» блока питания.

Оставшиеся свободными контакты реле можно направить на нагрузку.

В цепь монтируется переключатель с самовозвратом. Для излучения вполне подойдёт лазерная указка, подключенная к блоку питания постоянно.

Принцип работы основан на включении реле (его «подтягивании» через контакты) и обеспечении собственного питания сразу после срабатывания .

Чтобы не перегрузить контакты, можно прикрепить добавочное реле в виде нагрузки (если нужна большая мощность).

Сборка самодельного датчика движения для охранной сигнализации

Есть ещё одна интересная схема сборки. Подходит она для датчика сигнализации.
Для работы понадобится :

• корпус старого бытового прибора;
• элементная база управления;
• провода.

Перед тем, оценить зону действия, которую он будет охватывать, не допускать загрязнений на корпусе и детально изучить прилагаемую схему монтажа.

Вариантов установки существует несколько: отдельный датчик, вместе с выключателем, или же сразу несколько детекторов в одной схеме. Подробнее об этом можно прочитать .

Порядок действий :

На базе транзистора монтируется автодин: через конденсатор С2 и ФНЧ (С1, L3) импульс попадает на контакт сигнализации, выполняющий роль фильтра.

Резистор R11 выступает в роли регулятора чувствительности схемы.

Компараторами являются стабилитрон (VD3) и реле(K1). Сетевое напряжение 11 вольт, поэтому рекомендуется стабилизатор, повышающий сигналы.

1. наверху платы полируется и покрывается ацетоном во избежание окисления.
2. Катушки L1 и L2 обматываются тонким проводом. Подойдёт ПЭЛ-0,23. Всего нужно сделать двенадцать витков.
3. Винтом к центральному отверстию крепится втулка. Диаметр винта 3 миллиметра.
4. Схема должна легко помещаться в подготовленную коробку. В коробке делается отверстие для крепления. Если нужно углы внутри коробки растачиваются.
5. Отверстия для также можно просверлить, но чаще этого не требуется – они просвечивают сквозь материал корпуса.
6. К детектору подключается или светильник.

На заметку. Винты, втулка и пластины могут быть из любых материалов. Главное, чтобы все отверстия подходили по размеру.

Если собрать устройтсво своими руками не получается, а его необходимо получить как можно быстрее, не отчаивайтесь. В магазине электротехники можно приобрести неплохие датчики движения по цене всего 500 рублей за штуку. Или же через Интернет — китайские детекторы можно заказать на аукционах по стоимости чуть более одного доллара с доставкой.

Область применения приборов самая широкая. Кроме коридора и кладовой удобно установить такое регулируемое освещение на крыльце дома, частной стоянке (может послужить своеобразной сигнализацией, оповещающей о чужаках), лестничной площадке, в подвальном помещении, любой комнате офиса (где работники находятся непродолжительное время).

Полезное видео

Большие дела начинаются с малого. Это высказывание справедливо для многих вещей, но в этой статье пойдет речь об изготовлении микропроцессоров, которыми нашпигованы самые разные бытовые приборы, что вас окружают, от смартфонов и до холодильников.

Подготовка сырья

Компьютерные чипы сложнейшей структуры, способные производить мгновенные вычисления, рождаются огромных тиглях из кварцевого стекла, наполненных до краев песком, прошедшим многоступенчатую очистку.

Прежде всего из песка, набранного в каком-нибудь карьере, получают «технический» кремний путем добавления в минерал углерода при высокой температуре. Получившийся в результате кремний при чистоте достигает 98%, но все еще совершенно не подходит для целей электронной промышленности и, чтобы стать «электронным кремнием», ему требуется дополнительная обработка хлором. В процессе каскада химических реакций с хлором, кремний буквально синтезируется заново, избавляясь от последних признаков примесей.

Только после этого тигель с чистейшим электронным кремнием помещают в герметичную печь, которая наполнена аргоном. Конечно, можно было бы откачать из нее воздух, но создать идеальный вакуум на земле очень сложно, если не невозможно, а с химической точки зрения аргон дает практически тот же эффект. Этот инертный газ замещает кислород, защищая состав от окисления, а сам никак не реагирует с кремнием в тигле.

Только после этого бывший песок разогревается до 1420 градусов Цельсия, что всего на 6 градусов выше его точки плавления. Для этого используется графитовый нагреватель. Выбор материала, как и в случае с кварцем тигля, обусловлен тем, что графит не реагирует с кремнием и, следовательно, не может загрязнить материал будущего процессора.

В нагретый тигель опускается тонкий затравочный кристалл кремния, размером и формой напоминающий карандаш. Он должен запустить процесс кристаллизации. Дальнейшее можно воспроизвести в домашних условиях с раствором соли, сахара, лимонной кислоты или, например, медного купороса. Остывающий раствор начинает кристаллизироваться вокруг затравочной точки, образуя идеальную молекулярную решетку. Так выращивают кристаллы соли, так растет и кремний.

Затравочный кристалл кремния постепенно поднимают из тигля, со скоростью примерно полтора миллиметра в минуту, и с ним из раствора поднимается растущий монокристалл. Рост кристалла происходит медленно и на один тигель уходит в среднем 26 часов, так что производство работает круглосуточно.

За это время образуется «буля» - цельный цилиндрический кристалл диаметром 300 миллиметров, длиной до 1-2 метров и весом около 100 килограммов. Если взглянуть на него под сильным увеличением, взгляду откроется строгая структура - идеальная кристаллическая решетка из атомов кремния, совершенно однородная по всему объему.

Кристалл настолько прочен, что его вес может выдержать нить диаметром всего 3 миллиметра. Так что, готовую заготовку для процессоров вытягивают из тигля за тот самый затравочный кристалл.

Однако с «буля» обращаются аккуратнее, чем с антикварной вазой, кристалл выдерживает огромные нагрузки на разрыв, но чрезвычайно хрупок.

После химического и рентгеноскопического исследования для проверки чистоты кристалла и правильности молекулярной решетки, заготовку помещают в установку для резки кремния. Она разделяет кристалл на пластины толщиной около 1 миллиметра при помощи проволочной пилы с алмазным напылением.

Конечно, не обходится без повреждений. Какой бы острой ни была пила, после нарезки, на поверхности пластин остаются микроскопические дефекты. Так что за нарезкой следует этап полировки.

Но даже после обработки в мощной шлифовальной машине пластины кремния ещё недостаточно гладкие, чтобы пустить их на производство микрочипов. Поэтому полировку повторяют снова и снова уже с использованием химических реагентов.

В результате получается поверхность, по сравнению с которой, зеркало напоминает крупную наждачную бумагу. Такая пластина без разрывов и микродефектов становится основой для миллионов микроэлектронных устройств, образующих микросхему. Очищенные от пыли, кремниевые диски, которые принято называть «вэйфер» или «вафля» в герметичных контейнерах отправляются в чистую комнату.

В чистой комнате

В 1958 году изобретателю интегральной микросхемы Джеку Кирби удалось совершить прорыв, разместить на своей схеме один транзистор. В наши дни число логических элементов микропроцессора перевалило за миллиард и продолжает удваиваться каждые два года в соответствие с законом Мура.

Работа с такими микроскопическими деталями ставит перед изготовителями чипов серьезный вызов, поскольку даже единственная пылинка может погубить будущее изделие. Поэтому цеха площадью в пару тысяч квадратных метров, полностью изолируют от внешнего мира, оснащают сложнейшими системами очистки и кондиционирования воздуха, делающими его 10000 раз чище, чем в хирургической палате.

Все специалисты, работающие в такой чистой комнате, не просто соблюдают стерильность, но и носят защитные костюмы из антистатических материалов, маски, перчатки. И все же, несмотря на все предосторожности, чтобы уменьшить риск брака, компании-производители процессоров стараются автоматизировать максимум операций, производимых в чистой комнате, возложив их на промышленных роботов.

Процесс изготовления процессоров поставлен на конвейер. Доставленная в герметичном боксе идеально ровная «вэйфер» проходит через 400-500 технологических операций и выходит из цеха только спустя несколько месяцев уже в виде готового микрочипа.

Создание из «вафли» микрочипа подразумевает построение сложнейшей технологической цепочки, описать которую в деталях нет никакой возможности из-за ограничений на объемы статьи. Даже если бы их не было, компании вроде Intel и AMD вовсе не спешат делиться секретами производства. В конструкторских отделах компаний проектируются сложнейшие трехмерные схемы взаимного расположения элементов процессора - топологии микросхем. Они представляют собой многоуровневое нагромождение элементов, которое разделяется на слои и послойно наносится на кремниевую подложку. Делать это вручную, конечно же невозможно, слишком тонкий процесс, слишком мелкие элементы, буквально нанометрового размера.

Процессоры Intel восьмого поколения, известные под обозначением Coffee Lake, усеяны 14 нанометровыми транзисторами, AMD анонсировала второе поколение процессоров AMD Ryzen, известное под кодовым названием Pinnacle Ridge построенных на 12 нанометровых элементах. Новейшие видеокарты NVIDIA с архитектурой ядер Volta также построены по 12 нанометровой технологии. Система на чипе Qualcomm Snapdragon 835 еще миниатюрнее - всего 10 нанометров. Постоянно уменьшать размеры функциональных элементов процессора и, следовательно, увеличивать его производительность, удается благодаря совершенствованию технологии под названием фотолитография.

В общих чертах этот процесс можно описать следующим образом:

Сначала пластина кремния покрывается основой - материалом, которой должен будет стать частью будущей схемы, затем поверх равномерным слоем наносится химический реагент, чувствительный к свету. Этот состав выполнит всю работу, но суть позже.

Прежде из корпоративных архивов извлекается хранимая в строжайшем секрете подробная схема процессора. Ее нижний слой представляют в виде негатива и переносят на фотошаблон -защитную пластину, действующую подобно трафарету. Она значительно больше чипа, так что проходящий сквозь нее свет фокусируют при помощи сложной системы линз, уменьшая проецируемое изображение до нужного размера.

В тех местах, где свет не достигает кремния, пластина остается нетронутой, в освещенных он инициирует реакцию в химическом реагенте, меняющую его свойства. Затем будущий процессор обработают еще одним составом, и эти участки растворятся, оставив только те области, что не подвергались воздействию. Они-то и образуют токопроводящие логические элементы процессора.

После на пластину нанесут слой диэлектрика и поверх добавят новые компоненты процессора, опять же, при помощи фотолитографии.

Некоторые слои нагреваются, на некоторые воздействуют ионизированные плазмы, а другие покрываются металлом. Каждый тип обработки изменяет свойства слоя и медленно создает часть головоломки, формирующей конкретную модель чипа. В результате получается своеобразный слоёный пирог, где у каждого слоя своя функциональность и они связаны между собой сложным образом по средствам «дорожек» из атомов меди, которую осаживают на кремниевую подложку из раствора сульфата меди, пропуская через него электрический ток.

Это завершающий этап обработки, после которого микрочипы проверяют на работоспособность. Несмотря на все меры предосторожности и многодневные усилия процент брака остается высок. Роботы выберут и вырежут из кремниевой пластины только 100% работоспособные чипы.
Они будут рассортированы по показателям энергоэффективности, токам, и максимальным рабочим частотам, получат различные обозначения и, в конечном счете, будут проданы по различной цене.

Последние штрихи

На пути к покупателям процессоры покидают чистую комнату и отправляются на сборочную линию, где готовую микросхему приклеивают на квадрат, называемый подложкой. Кристалл спаивается с ней в специальной печи при температуре 360 градусов Цельсия.

Затем чип накрывается крышкой. Она служит и для защиты все еще хрупкого кремния от повреждений и для отвода от него тепла. Вы наверняка хорошо ее себе представляете, именно к крышке будет прижиматься основание системы охлаждения, будь то кулер или теплообменник СВО (системы водяного охлаждения). Это не менее ответственный этап, чем предыдущий. Ведь от того, насколько хорошо крышка процессора отводит тепло от кристалла во многом зависит стабильность и скорость его работы, его будущая максимальная производительность.

Старые процессоры Intel буквально припаивались к теплораспределительным крышкам. Однако последние поколения фирменных чипов получают прокладку-термоинтерфейс между кристаллом и крышкой и охлаждаются хуже, что очень огорчает энтузиастов компьютерного железа, желающих выжать максимум из своих приобретений. Дошло до того, что они «скальпируют» процессоры - самостоятельно снимают с них теплораспределитель и заменяют термоинтерфейс на более эффективный. Но не будем отвлекаться на хитрости оверклокинга, поскольку процессор еще не готов.

Завершающий этап - создание электрических контактов, которые свяжут микропроцессор с материнской платой компьютера. Обычно для этого изготавливают оловянные цилиндрики, так называемые «ножки» процессора, которые сначала приклеиваются, а затем припаиваются к подложке, где для них заранее предусмотрены места. Для микрочипов с большим количеством связей вместо ножек иногда используют мелкие оловянные шарики, так как они крепче и надежнее, однако в последнее время от них стали отказываться в пользу простых контактных площадок.

Законченный микрочип промывают в растворе воды с растворителем, чтобы удалить лишний флюс и грязь, а затем проводят финальную проверку качества проделанной работы. Это могут быть как стресс-тесты производительности, как в чистой комнате, так и более суровые испытания. Так, чипы, предназначающиеся для работы в экстремальных условиях, например, в космической и военной отраслях, помещаются герметичные в корпуса из керамики и многократно тестируются при экстремальных температурах в вакуумных камерах.

Затем, в зависимости от назначения микропроцессора, он отправляется прямо в руки покупателей, а затем в сокеты материнских плат, или на другие заводы, где маленький кремниевый кристалл займет свое место на компьютерной плате видеокарты, космического спутника, умного холодильника, а может быть попадет в корпус смартфона.