Συνταγή σάντουιτς μπορεί να αποδειχθεί Tasty για σχεδιαστές τσιπ υπολογιστών

Published on August 25, 2009 at 9:26 PM

Η συνταγή σάντουιτς πρόσφατα παρασκευαστεί από επιστήμονες που εργάζονται στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST), μπορεί να αποδειχθεί νόστιμα για τους σχεδιαστές τσιπ υπολογιστών, οι οποίοι είχαν μεγάλη όρεξη για μόριο μεγέθους ηλεκτρονικά στοιχεία - αλλά χωρίς το σωστό τρόπο για να ικανοποιήσει μέχρι τώρα.

Το flip-chip μέθοδος πλαστικοποίηση δημιουργεί μια εξαιρετικά ομαλή επιφάνεια χρυσού (αριστερά), η οποία επιτρέπει τα οργανικά μόρια για να σχηματίσουν ένα λεπτό στρώμα αλλά ακόμη και μεταξύ του χρυσού και του πυριτίου. Επιφάνειες Gold δημιουργήθηκε από άλλες μέθοδοι είναι πολύ σκληρότερες (δεξιά), και θα είχε ως αποτέλεσμα πολλοί από τους μοριακούς διακόπτες είτε να σπάσει ή να μην επικοινωνήσετε με το πυρίτιο. Credit: Coll Bau, NIST

Η ερευνητική ομάδα, η οποία περιλαμβάνει συνεργάτες από το Πανεπιστήμιο του Maryland, έχει βρει μια απλή μέθοδο των στριμώχνουν οργανικά μόρια μεταξύ πυριτίου και μετάλλων, δύο υλικά θεμελιώδης για ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Με αυτόν τον τρόπο, η ομάδα μπορεί να ξεπεράσει ένα από τα κυριότερα εμπόδια για τη δημιουργία διακόπτες γίνονται από μεμονωμένα μόρια, τα οποία αποτελούν ίσως το απόλυτο στην μικρογράφηση για τη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών.

Η ιδέα της χρήσης μορίων όπως διακόπτες έχει εδώ και χρόνια, που μεταφέρουν την υπόσχεση των στοιχείων που μπορούν να παραχθούν φθηνά σε τεράστιους αριθμούς, εκτελούνται γρηγορότερα ως ομάδα σε σχέση με μεγαλύτερους αδελφούς του πυριτίου τους, και χρησιμοποιούν μόνο ένα μικρό κλάσμα της ενέργειας τους. Όμως, αν και έχει σημειωθεί πρόοδος στη δημιουργία της μεταγωγής μόρια οι ίδιοι, η συνολική ιδέα έχει κολλήσει για την κατάρτιση πινάκων σε μεγάλο βαθμό λόγω οργανικά μόρια είναι λεπτά και έχουν την τάση να καταστραφεί ανεπανόρθωτα, όταν υποβληθεί σε μία ιδιαίτερα αγχωτικό βήμα στη διαδικασία οικοδόμησης τσιπ: συνδέοντάς τα με ηλεκτρικές επαφές.

Metal μορφές πολλές από αυτές τις επαφές στο chip κυκλώματα, αλλά να πάρει μέταλλο πάνω σε ένα τσιπ περιλαμβάνει θέρμανση μέχρι να εξατμιστεί, στη συνέχεια, του επιτρέπει να συμπυκνώσει στο πυρίτιο. «Φανταστείτε τι καυτό ατμό θα κάνετε για να το χέρι σου», λέει ο Mariona Coll Bau, ένας επιστήμονας υλικών στο NIST. "Εβαπορέ μέταλλο είναι πολύ θερμότερος και οργανικά μόρια μεταγωγής είναι πολύ εύθραυστη, δεν μπορεί να σταθεί τη θερμότητα."

Η ομάδα Coll Bau, ωστόσο, βρήκε έναν τρόπο για την ψύξη του κουζίνα. Καλύπτουν μια επιφάνεια με ένα αντικολλητικό υλικό πριν από συμπύκνωση χρυσό πάνω του, επιτρέποντας το μέταλλο να κρυώσει σε μια εξαιρετικά ομαλή επιφάνεια. Τα laminate τότε το χρυσό επιφάνεια με το πλαστικό που χρησιμοποιείται σε διαφάνειες. Η αντικολλητική στρώση τους επιτρέπει να αφαιρέσετε το απανωτές στρώσεις χρυσού από την επιφάνεια τόσο εύκολα όσο και ξεφλούδισμα πλαστικό περιτύλιγμα. Προσθέτοντας τα οργανικά μόρια, στη συνέχεια, είναι σχετικά απλό: να επισυνάψετε τα μόρια για το χρυσό και στη συνέχεια να αναστρέψετε ολόκληρο το σύστημα σε μια βάση πυριτίου, με τα οργανικά μόρια που στριμώχνεται τακτοποιημένα μέσα-και άθικτο.

Αν και οι επιστήμονες έχουν προσπαθήσει να καταστήσουν σάντουιτς αυτού του είδους πριν, Coll Bau λέει για πρώτη φορά η χρήση τους μιας μηχανής αποτύπωση τελικά κατέστη δυνατόν να συγκεντρωθούν όλα τα συστατικά αποτελεσματικά. "Η μηχανή μας επιτρέπει να πιέσει τα τρία στρώματα από κοινού, ώστε τα οργανικά μόρια επαφή τόσο το πυρίτιο και το χρυσό, αλλά χωρίς σπάσιμο ή με άλλο τρόπο τους ταπεινωτική», λέει.

Coll Bau προσθέτει ότι "flip-chip πλαστικοποίηση," καθώς η ομάδα αποκαλεί, θα μπορούσε να οδηγήσει σε εφαρμογές πέρα ​​από chip design, συμπεριλαμβανομένων των βιοαισθητήρων, οι οποίες εξαρτώνται από την οργανική και ηλεκτρονική κόσμους αλληλεπιδρούν. «Η τεχνική μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμη ως ένα παράδειγμα κατασκευής», λέει. "Είναι δύσκολο να κάνει τα μικρά πράγματα, και αυτό μπορεί να είναι ένας ευκολότερος τρόπος για να τους κάνουν."

* Μ. Coll, LH Miller, LJ Ρίχτερ, DR Hines, OD Jurchescu, Ν. Gergel-Hackett, Γ. Ρίχτερ και CA Hacker. Σχηματισμός που βασίζονται στο πυρίτιο μοριακών ηλεκτρονικών δομών με flip-chip πλαστικοποίηση. Περιοδικό της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας, 11 Αυγούστου 2009 (σε απευθείας σύνδεση δημοσίευση), DOI 10.1021/ja901646j.

Last Update: 3. October 2011 14:02

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit