IT产品中不可或缺的基本元素
独家周刊
世界上的各种物体,都是由元素组成的。每一种工业、每一类产品,都有其基础的原料,而作为IT行业,所需的原料众多,甚至可以说几乎用遍了元素周期表。一些元素,在几乎所有的IT产品上都能见到,可以说这些元素就是IT行业的基础。
沙漠里来的数码达人 硅Si
主要特性:想知道“硅”是什么样子的吗?看看沙子就知道了。硅是世界上和氧结合最多的元素,二氧化硅的硬度很高,以前大量用于制造玻璃,现在是数字社会的主要支柱。所谓“硅晶圆”,就是一种重要的半导体和太阳能电池材料。硅胶是一种很常见的隆胸材料。不过虽然硅单质没有毒,含有二氧化硅的石棉尘却会损伤肺部。
生活中的元素:


元素故事:硅、矽原来是一个人
硅和矽是同一种元素,为什么会有不同的叫法呢?这主要归于历史原因。在民国初年时有学者将此元素译为“硅”,其读音为“xi”,但这样的翻译,让普通人都误读为“gui”。在这种情况下,当时的化学学会创造出“矽”字避免误读。这一在港台得到延续。但1953年中国科学院以“矽”与化学元素“锡”和“硒”同音易混淆为由,通过并公布改回原名字“硅”并读“gui”。硅和矽其实是一种元素的两个叫法。所以,别看了港台媒体的文章之后认为,大陆和港台连CPU用的材料都不一样哟。
沙子是如何变成CPU的
实际上,CPU就是沙子变成的,将沙子的主要成分二氧化硅提纯为杂质含量仅有1ppm(百万分之一)的单晶硅锭,切割后就做成了CPU的原料——晶圆。在晶圆上,涂上光刻胶,进行光刻。接下来给晶圆附上掩膜,用紫外线那么一照,没被掩膜盖住的地方光刻胶全融化了,接下来用化学物质腐蚀掉没有光刻胶部分的晶圆,电路的雏形就显现在晶圆上。
晶圆是很纯净的,但要让晶圆变成三极管,那就要掺入其他元素的原子了。以SNB处理器十亿个晶体管,每个晶体管三个电极计,那可是要掺杂30亿个,当然,每次掺入的原子数量是按个计算的。参杂后在每个晶体管上打三个洞后引出管脚,再根据电路的要求,用金属层将各个三极管连接起来。这个金属层很厚,以保证导电需要,不过也仅有六个晶体管的宽度,几百纳米吧。只要将晶圆安装在基片上,并引出针脚,加上散热顶盖后,CPU就制造完成了。

人类最早使用的金属铜(Cu)
主要特性:在伊拉克北部,发现了公元前9000年的铜丸,证明铜是人类最早使用的金属。铜导热性能好,加工容易。在古代,铜锡合金(青铜)使人类第一次有了坚固的武器及乐器。由于很脆,铜现在多用作工业原料,很少用来作日用品。
生活中的元素:


元素故事:多层PCB是怎么炼成的
看着主板上那块PCB板,是不是觉得眼花缭乱,不仅有复杂的铜箔连接,而且还有多层铜箔连接层,这是怎么弄出来的?
在制作多层PCB之前,要制作双层PCB板,这并不复杂,即将铜箔放置在玻璃纤维板上,经过高温、高压的压制后,铜箔就固定在玻纤板上,形成两面是铜箔,中间是玻纤板的双层板。接下来和CPU制造类似,PCB也要经过感光与腐蚀,之后PCB就留下了电路所需的铜箔。对于多层板而言,需要腐蚀多片双面板。各层PCB板腐蚀完毕后,在每片线路板间再夹入一片玻璃纤维材料,以使各层之间互相绝缘,再次经压合机高温高压压合后,就形成多层的PCB了。一般来说,台式机的主板为四层次或六层,而笔记本主板甚至可以达到十二层。

生命之源碳(C)
基本特性:碳是地球上的生命之源,所有生物、人类的食物,主要构成元素中都有碳,所谓食物链其实是碳元素的传递链而已。碳元素单体有各种各样的结构,不同的结构导致其有不同的物理和化学性质,比如铅笔芯和钻石,你能想到他们是同一种元素么。石油、塑料、衣服上都能找到碳的身影。而近期非常火爆的碳纳米管,就是一种新崛起的碳材料。
生活中的元素:


元素故事:ABS塑料外壳揭秘
作为有机化合物,塑料中的碳原子比例相当的高,而塑料是IT行业不可或缺的原料,比如不少笔记本的外壳就是用ABS塑料做成的。
ABS塑料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的简称,想要得到这种塑料,必须对石油裂解后才能分别制造出丙烯腈、丁二烯、苯乙烯这三种塑料,再将这三种塑料按一定的比例,放入聚合塔内,在一定温度、压力和催化剂的作用下,三种塑料的化学链打开并互相混链,从而获得ABS树脂,就可以进行外壳加工了。
ABS塑料是在注塑机中制成的,但将ABS树脂放入注塑机之前,还要加入各种助剂,如润滑剂、热稳定剂、增强剂以及颜料等等。之后在注塑机中的高温下,ABS树脂融化,变成黏性较强的液态,通过注塑机的注射口,将ABS树脂液体注入笔记本外壳的模具,在高压下,ABS塑料充满整个模具。当温度降低后,ABS塑料就会重新固化,此时就可以将外壳从磨具内取出,笔记本外壳就做好了。
为什么选择ABS塑料?
笔记本对外壳的要求非常苛刻,高温下不变性,有良好的强度和抗冲击性能、良好的尺寸稳定性等等。在ABS中,每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。这样,将三种单体进行共聚,并改变共聚时的配比,才可以获得各方面性能都表现出色的外壳。
