SMT组装

用石英砂做成的“圆饼”

用于芯片制造的原材料再简单不过：砂——精确地说是石英砂。石英砂首先被熔化，以将主要成分——硅与其他成分分离。来自同一种材料的所谓籽晶在液体石英砂中引发晶体生长，形成结构均匀的圆柱形晶体杆。从这些晶体杆上切下大约两毫米厚的圆片，就是所谓的晶圆裸片。经过打磨和抛光后，在坯件上涂一层光敏漆。现代芯片中，厚度在纳米范围内的导体路径是通过光刻工艺和材料后续蚀刻而成的。

由芯片上数百万个晶体管相互连接，形成集成电路的复杂结构由此而成。每个单元用不同的光掩模曝光多达30次。晶圆上的许多单元必须与先前执行曝光的单元完全对齐。在这个多阶段的工艺流程中，芯片结构逐渐出现在这个圆片上，由于它的外形与圆饼类似，“晶圆” 这一名称也由此而来。

机器人在所有步骤中移动晶圆，并将它们引导到各种工艺步骤中。坯件是高度敏感的，不可以在任何地方与任何东西发生碰撞，尽管系统中的空间通常有限。为了制造无错误结构，它们的对齐必须非常精确。光刻系统中激光器的光学部件也是如此。确保机器人和激光器中的具有可靠再现性的部件的精确移动是由FAULHABER驱动的，例如DC、步进电机或压电电机。

引线和合成树脂

在晶体硅中的结构达到它们的最终形态后，从晶圆上切割单独的芯片坯件。随后接上铝质或金质细线做成的电气连接件（引脚）。它们从滚轴上展开（这当然也是全自动的工艺流程）。一台特殊的机器负责这一生产步骤，即所谓的引线键合。它将引线端引导至所需位置，展开并切割所需数量，然后执行软钎焊。

然后芯片被一个通常由黑色合成树脂制成的保护壳包裹。该工艺流程类似于注塑成型，只是这里再次需要非常高的精度。为有效地保护电路，合成树脂的用量必须精确，同时确保不会有任何突出物妨碍安装或功能。因此，树脂注入由一个电动装置执行：通常是黑色的合成树脂通过主轴，然后主轴向前运动将树脂输送到注塑模具中。在经过精确测量（毫米范围内）的路径后，电机切换到反向，以便将精确定义的树脂量释放进入模具。一旦这个工艺流程完成，电路就具有它们特有的外观：芯片现在已经完成，并在所谓的测试分选器中进行测试。

在这台机器中，取放机器人负责将芯片运输和放置在测试设备中。由于这里加工的零件尺寸不超过几平方厘米，因此系统零件的尺寸也相应地很精细。移动它们的电机必须非常紧凑，但也能够提供非常高的加速度值。这同样适用于上述引线键合。在这两种情况下，电机必须以最大的精度执行工作。由于要求如此之高，FAULHABER电机，如内置运动控制器的BX4系列或直线直流伺服电机的组合，在这一工艺领域的许多机器上都有使用。

快速装配和针测试

被测试的芯片通常被包装在塑料带中，然后被运送到微电子制造的下一阶段：PCB装配。毫无疑问，你熟悉这些通常带有芯片的绿色塑料板、各种其他电子器件、铜导电通路和闪亮的银色焊点——毕竟，我们在任何地方都能看到它们。它们与支撑和连接它们的部件一起，形成了小型或大型计算机单元（不仅在计算机和智能手机中，而且在每辆汽车、每台家用电器、每台机器和无数其他产品中），负责实现完美的功能。该领域也是大规模生产：每天都有无数的部件被安装在PCB上。

这项工作是由自动贴片机执行的。带部件的皮带被送到滚轴上的安装站。皮带上的小口袋可容纳部件，皮带边缘的穿孔可实现精确运输。皮带是展开的，以便贴装头总能拾取一个部件。最后一个步骤通常在负压下执行：部件以同样的方式被拉入和容纳。然后，贴装头移动到PCB上芯片或其它部件连接的适当开口所在的位置。它把芯片放在开口上；然后将它们焊接到电路板上。

很容易想象这些细如发丝的连接件是多么敏感。任何错位，即使是一毫米的错位，都会造成弯曲而摧毁它们。所以同样：精度是重中之重。与此同时，大批量生产需要很大的吞吐量。有些机器每小时管理超过100,000 个部件。肉眼只能看到这里极快移动的阴影。对移动传送带单元和安装头的电机的要求，与微电子生产的其它领域类似。

随后的质量检查也必须非常快，因为每个单独的PCB都要彻底测试。连接件的电导率提供有关电路正常功能的信息。测量时，极小的针被引导到单独的连接件处（一次两根或以上），并置于电压下。对每个零件重复此操作，直到检查完所有导电路径。然而，这个工艺流程不能想象成一种悠闲的测试操作：因为电路板的产量通常以百万计。因此，全自动测试机必须能够处理大的吞吐量。例如，针的移动如此之快，以至于只能以超慢的速度跟随它。