211service.com
Magnetická pájka k drátu 3D čipů
Nový typ pájky lze tavit a tvarovat ve třech rozměrech pod silou slabého magnetického pole. Použití magnetu k vytažení pájky nahoru úzkými otvory umožňuje vytvořit elektrické spojení například mezi naskládanými křemíkovými čipy. Tyto trojrozměrné čipy obsahují více výpočetního výkonu v dané oblasti, ale vytváření spojení mezi nimi je drahé, což je problém, který by nová pájka mohla řešit. Pájka také neobsahuje olovo a je pevnější než jiné bezolovnaté pájky.
Magnetický materiál: Nová bezolovnatá magnetická pájka stoupá svisle směrem k magnetu.
Je to jako robot z tekutého kovu Terminátor 2 : můžete jej tvarovat a přimět to k proudění pomocí magnetického pole, říká David Dunand , profesor materiálové vědy a inženýrství na Northwestern University, který se na výzkumu nepodílel.
Nová pájka byla vyvinuta výzkumníky pod vedením Ainissa Ramirezová , profesor strojního inženýrství na Yale University, který byl jmenován dne Recenze technologie Seznam mladých inovátorů TR35 v roce 2003. Pájka získává svou pevnost i magnetické vlastnosti z částic železa suspendovaných ve směsi.
Část motivace pro vývoj pájky, říká Ramirez, je regulační. Mnoho zemí, včetně Japonska a členů Evropské unie (i když ne Spojené státy), zakázalo dováženou elektroniku obsahující olovo. Nejlepší alternativy k cíno-olověné pájce však nejsou zdaleka tak silné a mívají mnohem vyšší bod tání. Teplo potřebné k roztavení pájky může ohrozit jemné elektronické struktury na počítačových čipech. Jiné výzkumné skupiny vyvinuly kompozitní pájky, které obsahují oxidové nebo kovové částice pro dodatečnou pevnost. Rozhodli jsme se vložit magnetické kovové částice, abychom nejen zvýšili pevnost, ale také poskytli nové vlastnosti, říká Ramirez.
Výsledkem je slitina cínu a stříbra, která obsahuje disperzi železných částic o průměru desítek mikrometrů. Když se na pájky aplikuje magnetické pole, stanou se dvě věci. Nejprve se částice železa zahřejí a lokálně roztaví pájku. Toto lokální vytápění, které funguje na stejném principu jako indukční kamna, zůstává zcela uzavřené a udržuje okolní prostor chladný. A za druhé, železné částice se vyrovnávají se směrem magnetického pole, mačkají a tlačí kapalinu v tomto směru. Toto zarovnání je zachováno, když pájka tuhne, a dobře uspořádané částice poskytují mechanické zesílení, které je větší než to, které poskytuje pravidelná disperze částic.
Je to velký problém umět pohybovat kapalinou, jako je tento, říká Dunand. Očekávali byste, že se částice znovu vynoří, ne že s sebou strhnou kapalinu.
Ramirez věří, že pájka může poskytnout lepší způsob, jak vytvořit elektrické spojení mezi vrstvami v trojrozměrných čipech. Dnes se propojení mezi naskládanými čipy provádí chemickým vyvrtáním díry přes křemík a potažením jejích stran mědí. Povrchové napětí na mědi povzbuzuje pájku, aby vylezla otvorem, ale proces má svá omezení. Doufají, že pájka nasákne měděné stěny, říká Ramirez, ale existuje mnoho příležitostí k selhání a proces nanášení mědi je drahý. Naproti tomu magnetická pájka může být vytažena přes křemík pomocí relativně slabého magnetu. Náš proces je velmi levný, říká.
Ramirez říká, že mluvila se zainteresovanými výrobci čipů a může komercializovat pájku Adhera Technologies , startup se sídlem v New Yorku.