Ученые НовГУ создали «умный» столик, который спасет электронику

Команда исследователей из Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого разработала новый столик для разварки кристаллов на подложках. Это устройство нацелено на решение одной из ключевых проблем в производстве микроэлектроники — микросмещения компонентов и теплового стресса во время сборки. Использование столика позволяет уменьшить вибрации и снизить количество брака, что экономит дорогостоящие расходные материалы, сообщил наставник группы, преподаватель кафедры проектирования и технологии радиоаппаратуры НовГУ Алексей Саплев. Об этом сообщает ТАСС.

Современные процессоры и датчики, используемые в смартфонах, содержат крошечные кремниевые кристаллы с миллиардами транзисторов. Однако, чтобы эти чипы начали функционировать, их необходимо подключить к плате или подложке. Процесс разварки кристаллов включает создание "электрических мостов" между микроскопическими контактами на чипе и металлическими ножками его корпуса. Используются тонкие металлические нити, которые могут быть из золота или алюминия и имеют диаметр меньше человеческого волоса. Если хотя бы один проводник будет неправильно припаян, это может привести к поломке всей системы, что особенно критично в таких областях, как авиастроение, ракетостроение и производство медицинского оборудования.

Стандартные монтажные столики часто не имеют систем подогрева и вакуумной фиксации, что приводит к сильным микровибрациям во время ультразвуковой сварки. Эти вибрации могут смещать детали на доли микрона, что делает качественную разварку невозможной. Кроме того, неравномерный нагрев полупроводников может вызвать термический стресс и разрушение материалов, что приводит к высокому проценту брака.

Созданный столик решает обе проблемы: детали надежно фиксируются с помощью вакуума, что исключает их смещение, а устройство равномерно прогревает рабочую зону. Корпус столика изготовлен из специального алюминия, который легкий и эффективно распределяет тепло. Нагрев обеспечивают надежные нихромовые ТЭНы, а температура контролируется с высокой точностью с помощью промышленного регулятора "Термодат 16E6". Для обеспечения идеального теплового контакта датчик установлен на термоцемент.

Устройство универсально и может работать с подложками от 2 до 6 дюймов, принимая как тугоплавкие материалы, такие как вольфрам и молибден, так и хрупкие пьезокристаллы или оптический сапфир. Специальные риски-направляющие упрощают ручное позиционирование по сравнению с зарубежными аналогами.