Как делают московскую единую транспортною карту

Привычные москвичам «единые» делают на зеленоградском заводе «Микрон».

Предприятие занимается производством микросхем с советских времён. В начале 1990-х оно было акционировано. Потом завод вошёл в концерн «Ситроникс», принадлежащий АФК «Система».

В июле 2006 года концерн подписал соглашение с компанией STMicroelectronics о передаче технологий производства микросхем размером 180 нанометров, которые сейчас стоят в каждом московском проездном билете.

Помимо них, завод выпускает SIM-карты и пластиковые карты с чипами для Visa и MasterCard, чип-модули для Универсальной Электронной Карты и биометрического загранпаспорта, а также осваивает производство процессоров и памяти по топологии 90-65 нанометров.

Главный элемент московской транспортной карты — микрочип размером 0,2 квадратных миллиметра.

Кристаллы микрочипов изготавливают на кремниевых пластинах в чистых комнатах, где мощные кондиционеры поддерживают постоянную температуру в 21 градус и влажность 45 %.

Внутрь чистых комнат могут входить только сотрудники завода в спецодежде и масках — это необходимо для того, чтобы исключить попадание пыли или посторонних частиц с одежды и кожи на пластины с будущими чипами или оборудование.

Изготовление кристалла представляет собой сложный технологический процесс, который похож на многократно повторяющуюся проявку фотографии.

Поверхность кремниевой пластины покрывается специальным слоем диэлектрика. На него наносится фоточувствительный состав — фоторезист. Затем с помощью ультрафиолетового луча пластину засвечивают через фотошаблон с рисунком одного из слоёв будущей микросхемы.

Эта процедура повторяется многократно на всей поверхности пластины, сколько хватит места в зависимости от размера самого чипа. Так на одну пластину диаметром 200 миллиметров «влезает» 90 тысяч транспортных чипов.

Ультрафиолетовое излучение, проходя сквозь фотошаблон, засвечивает отдельные участки поверхности, которые потом проявляются с помощью специальных составов. В результате на поверхности остаются как бы «вычерченные» линии из фоторезиста.

Свободные участки подвергаются различному воздействию: травлению или ионной имплантации, когда из высоковольтного ускорителя в пластину «выстреливаются» ионы других веществ, проникающих в поверхностные слои кремния на определённую глубину.

Так получаются десятки миллионов крошечных транзисторов, которые в нужной последовательности должны соединяться между собой проводниками.

Плотность элементов так велика, что соединить их все на одном слое невозможно. Поэтому делается несколько слоёв, где проводники не перекрещиваются друг с другом. Все слои и проводники образуют сложную структуру, похожую на разветвлённые ходы в муравейнике.

Весь процесс изготовления кристаллов на пластине занимает около двух-трёх месяцев и требует последовательного выполнения более трёх тысяч различных операций.

В чистой комнате завода девять участков, отвечающих за разные этапы производства. Ежедневно и круглосуточно специалисты контролируют технологический процесс, обеспечивая качество и точность выполнения всех операций.

Всего же на «Микроне», который кроме производства кристаллов занимается ещё научными исследованиями, проектированием микросхем и сборкой готовых изделий, работает около 1 700 сотрудников.

Когда изготовление кристаллов завершается, пластины отправляются в цех производства транспортных карт. На участке бампирования автомат с огромной скоростью ставит крошечные золотые столбики (бампы) на каждый чип.

Потом они станут контактом между чипом и антенной транспортного билета. Антенна нужна для питания чипа электричеством с помощью электромагнитной индукции.

В момент прикладывания билета к валидатору турникета антенна билета попадает в электромагнитное поле и начинает вырабатывать слабый электрический ток.

Чип «просыпается» и начинает по радиоканалу передавать информацию о своём номере, количестве поездок, сроке действия.

Информация сверяется с базой данных, и, если всё сходится, с карты списывается поездка и дверцы турникета открываются.

На этапе утончения пластины становятся тоньше в десять раз. Автомат срезает снизу излишки кремния и толщина пластины сокращается с 750 до 75 микрон.

Это позволяет избежать появления бугорка на том месте, где на транспортную карту будет установлен чип.

Потом пластина переносится на липкую плёнку и отправляется на резку, где алмазные резцы режут её по вертикали и горизонтали, аккуратно вырезая каждый из 90 тысяч чипов.

Толщина разреза минимальная, и появление сколов на краях недопустимо.

На конвейере чипы прикрепляются на особую нерастягивающуюся полиэтиленовую ленту с алюминиевой антенной.

Сначала аппарат наносит клей точно на место крепления, а потом на него ставится чип: с обратной стороны липкой плёнки чип приподнимается тоненькой иголкой, чтобы вакуумная присоска могла подхватить его и установить в нужное место.

Плёнка с антенной и установленным чипом называется «инлей».

Инлеи тестируются, режутся на полосы и скатываются в тугие бобины.

Бумагу для транспортных карт завод заказывает в типографии.

Автомат наклеивает на инлей с чипом обе стороны билета, а затем происходит вырубка — вырезание карты стандартной формы.

После вырубки билеты проходят персонализацию.

Барабан захватывает билет и записывает на его чип номер карты, который в дальнейшем позволит его идентифицировать в базе данных.

Упаковщицы укладывают карты в коробки.

Коробки отправляются в метрополитен и билетные кассы города.

Номера билетов и партий заносятся в компьютер, а потом при продаже кассир просто «присваивает» билету определённое количество поездок.

Каждый месяц «Микрон» делает более 30 миллионов транспортных карт для департамента транспорта Москвы и московского метрополитена. Их отпускная цена уже три года не превышает 5 рублей.