• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Elektroonikaseadmete kihtstruktuuride uurimise uus meetod

15.04.2012 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Teadlased arendasid välja uue tehnika fotogalvaanilistes seadmetes, mikroelektroonikas ning mikroelektromehaanikas (MEMS) kasutatavate õhukeste kilede vastastikuse nakkejõu mõõtmiseks.

Kile-vaseribade külge kinnitatud neodüün-püsimagnet ränioksiid substraadil.

MAPT (magnetically actuated peel test) nime kandev kontaktivaba tehnoloogia võib tulevikus aidata tagada elektroonikaseadmete planeeritud tööea kvaliteedikontrolli, ja aidata inseneridel paremini mõista termomehaaniliste pingete tekkimist elektriseadmetes.

Kaasaegsed mikroelektroonilised kiibid on valdavalt kihilise struktuuriga, mille moodustavad vaheliti paigutatud  isolaatori- ja juhikihid. Kiipide töö käigus on soojuse vabanemine paratamatu. Eri materjalidel on erinevad soojuspaisumistegurid, mistõttu tekivad kiipide struktuuris aja jooksul sisepinged, mis päädivad sageli kihtide delamineerumise- ning eraldumisega. See on aga  üks põhilisi mikroelektroonikaseadmete riknemise põhjuseid.

“Delaminatsiooniohuga komponente esineb mitmetes olulistes tarbijaaplikatsioonides, näiteks automootorite juhtplokkides, lennukite pardaarvutites ja meditsiiniaparatuuris. Need seadmed peavad omama kõrget töökindluse garantiid oodatud eluea suhtes. Seetõttu on isolaatori- ja juhikihtide füüsikaliste omaduste keskkonnateguritest sõltuvuse määramine oluline,” ütles Ameerika Georiga osariigi Tehnikainstituudi professor, töö üks autoritest Suresh Sitaraman.

Sitaraman ja doktorant Gregory Ostrowicki kasutasid meetodit ränioksiid-substraadi ning sellele aurufaas-sadestatud vasekile vahelise nakkejõu uurimiseks. Katsekiled valmistati standardsete mikroelektroonika valmistamisprotsesside abil instituudis olevas puhastoas (cleanroom). Tootmisreeglite järgimine tagab Sitaramani sõnul katsetulemuste valiidsuse ning rakendatavuse ka pärisseadmete puhul.

Iga katseeksemplari keskele, kolme räniplaadi pinnale kasvatatud õhukese vasekile riba ühenduspunkti külge, paigaldati väike nikkelkattega neodüün-püsimagnet (NdFeB). Seejärel paigutati toorik katsejaama, mis koosnes seadme all paiknevast elektromagnetist ning optilisest väravast selle kohal. Katse käigus suurendati pidevalt elektromagneti toitepinget, tekitades magnetite vahel tõukejõu. Teatud kriitilise pinge ületamisel toimus vaseribade delaminatsioon ränisubstraadi pinnalt.

Katseplaat teadlase sõrmede vahel.

Optilise värava ning magnetvälja tugevuse andmete summas said teadlased kaudselt arvutada delamineerimisjõu.

Meetodiga on võimalik ühel ja samal ränisubstraadil sooritada mitmeid paralleelseid mõõtmisi, mis võimaldab toota suurema koguse ajaliselt korrelleeritud informatsiooni.

Seadmete hävinemine toimub aga enamasti tsükliliste pingete tulemusena. Edaspidi on Sitamaranil ning Ostrowickil plaan katseid korrata perioodilise pingeregulatsiooniga  elektromagneti abil. “Paljudel juhtudel ei delamineeru seadme kihid esimese korraga,” ütles Sitaraman. “Tuhandete tsüklite läbilõikes saame substraadi füüsikalistest omadustest parema ülevaate ja orienteeruva kriitilise tsüklite arvu,” lisas ta.

Katseseade on piisavalt väike mahtumaks kliimakambrisse, mis võimaldab teadlastel omakorda uurida kõrgete temperatuuride ning niiskuse mõju kilede nakkejõule, mis on oluline, arvestades, et näiteks automootorite juhtmoodulite või lennukite pardaarvutite füüsikaline töökeskkond ei ole kuigi stabiilne.

Seni on Sitaraman ja Ostrowicki uurinud õhukeste, ühe mikroni või õhemate, kilede omadusi, ent nende sõnul töötab katseseade ka õhemate topoloogiate korral.

“Elektroonikaseadmed muutuvad väiksemaks koos paralleelse püüdlusega luua üha efektiivsemaid ja võimsamaid süsteeme. Jätkates transistoride suuruse vähendamist muutuvad kasutatavad kiled järjest õhemaks. Meie põhiliseks väljakutseks ongi kile liitekohtade nakketugevuse peenanalüüs, mis avab tõenäoliselt materjalitehnoloogias uusi võimalusi,“ lõpetab Sitaraman.

Allikas: Phys.org

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Molübdeenist ja grafeenist välkmälu
  2. Hüdrogeel-elektroonika debüüt
  3. Tõeliselt plastsed polümeerid muudavad käsu peale tekstuuri
  4. Eksootiline materjal suurendab magnetvälja ohutult
  5. Teadlased valmistasid madalaima energiaga vahtstruktuuri
  6. Efektiivsemad fotoelemendid tänu kvanttäppidele
  7. GaN nanojuhtmeid ootab helge tulevik
  8. Tehiskoe kasvatamise uued meetodid
  9. Teadlased avastasid grafeenisarnase materjali
  10. Valmistati heli ühes suunas läbi laskev süsteem – akustiline diood

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Materjalimaailm

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2022 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in