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2026年9月18日 (金)

IC製造工程での音色影響について

「技術的に深い解釈を行うことを目的としています」

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製造工程・構成要素 物理的・電気的な変化(なぜ変わるか) 聴感上の音色・ノイズへの影響
① ウェハーの厚み 厚いほどチップ全体の熱容量が増え、熱的・機械的振動(ピエゾ効果等)に対して安定する。薄いと熱応答は早いが、基板からの歪みストレスを受けやすい。 【厚い】 音の重心が下がり、腰の据わった太い音になる。
【薄い】 レスポンスは早いが、線が細くキンキンしやすい。
② N層/P層の添加ガス成分 ドーパント(リン、ボロン、ヒ素等)のブレンドやガス純度で、結晶欠陥の量が激変。キャリアの移動度や1/fノイズ(フリッカノイズ)を左右する。 不純物や欠陥が少ない(ガス純度が高い)ほど、音の背景の「静寂感」が極まり、微小な空気感(エロさ・解像度)がリアルに浮き出る。
③ レーザートリム:汎用IC 【トリムなし(標準)】
焼き切り工程を一切行せず、ウェハー上の結晶成長そのままの個体差(ミスマッチ)を抱えたまま出荷される。
良くも悪くも「ガサツで大雑把な音」になりやすいが、高級ICのような神経質さがなく、「泥臭く、ガッツのある『いなたい』サウンド」として独自の味になる。
(8インチウエハー)
④ レーザートリム:高級IC 【トリムあり】 高価
ウエハー段階のテスト中にレーザーで薄膜抵抗を微細に焼き切り、入力トランジスタのミスマッチ(オフセット電圧)を物理的にヌル(ゼロ)へ追い込む。
測定器上の歪率やDC精度が極限まで跳ね上がる。聴感上は「抜群の透明感、立体感、シャープな解像感」が宿るが、後段のパッケージ収縮ストレス(標準モールド等)で元の木阿弥になりやすい繊細なガラスの美しさ。
(トリムは3インチ・4インチ限定)
⑤ リードフレームの純度 一般のタフピッチ銅から無酸素銅(OFC)や4N〜6N銅への変更。結晶粒界での信号(電流)の電気的パルスの歪みや熱起電力を抑える。 純度が高いほど高価、中高域のトゲや突っかかりが抜け、シルキーで歪み感のない澄んだ音色になる。歪みっぽさが消える。
⑥ ボンディング線の材質
(4大金属の特性差)
【金 (Au)】 小信号ICの標準。アルミパッドとの接合界面の安定性が高い。

【銅 (Cu)】 近年の高集積・コスト対策用。金より電気導電率が高い。

【銀 (Ag)】 超ハイエンド・高熱伝導用。酸化対策が必要な特殊プロセス。

【アルミ (Al)】 10Wアンプ等、大電流(パワー系)ICの絶対的標準。太いワイヤで数アンペアを駆動。
【金 高価 艶やかで、ミッドレンジに豊かな色気が乗る優等生サウンド。

【銅】 高域の立ち上がりがシャープで、低域の押しが強いソリッドなパワー系。

【銀 極高価 レンジが宇宙的に広く、ハイスピードでどこまでも伸びる高解像度。

【アルミ】 固有のハンダ的な「いなたい」落ち着きがあり、中低域がガツンと太く、スピーカーをゴリゴリ押し出す骨太な音色。金の過度なシャリつきがない。
⑦ 封止材:樹脂 【標準モールド】 安価な一般モールド。硬化収縮でチップを物理的に圧迫する。

【ロー stress】 高価 硬化時の収縮率を極限まで抑え、チップへの圧迫を低減したオーディオ専用樹脂。
【標準モールド】 チップが物理的に締め付けられることで、音が硬く突っぱり、ダイナミクスが死んだ平面的な音場になる。

【ロー stress】 締め付けから解放されるため、突っかかりが取れて音が柔らかくなり、奥行きや左右の立体感が豊かに広がる。
⑧ 封止材:CAN 【メタルCANパッケージ】 最高に高価
内部が中空(または不活性ガス封入)の金属缶。チップへの外部応力や硬化収縮ストレスが物理的に「完全ゼロ(100%解放)」。外部電磁シールド効果も最強。
内部応力由来の微小な動作アンバランスが100%消失する。音が驚くほど伸びやかで、ストレスフリーな解放感と圧倒的な静寂のリアリティが宿る。一度聴くと戻れない魔力がある。
⑨ 洗浄等薬液・プロセス ウェハー表面の可動イオン(ナトリウム等)や有機不純物の除去度。不完全だと表面リーク電流が増え、ランダムノイズや経時劣化の元になる。 洗浄の精度が極めて高いと、「サー」というホワイトノイズやプチプチした雑音が劇的に減少し、超低域の解像度が上がる。

IC製法ですでに公開されておる 音色との関連をあげてみた。

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エンジニアであれば既知の公開済み情報(30年前からの公開物)なので、目新しいことではないがdiy派むけにどうぞ。

新川ボンダーが元気なころ(1980年から2000年)には オイラもボンダーオペレートはできたし、 ccd カメラがチノン製だった。

新川ボンダーの育ての親は、富士電機 黒田部長。 部長には世話になった。

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山田製作所(アビックヤマダ)が元気なころには、時折 顔出しておった。 山田製作所時代が懐かしい。

音響向けicは ボンダーは銅線使用がいまは主流。

オイラは、製造系のFA装置を設計するおっさんです。

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