تراشه های خود را به صورت سه بعدی سیم کشی کنید!

[آبجی]

زمانی که جمعیت شهرها رو به افزایش گذاشت، معماران و مهندسان با ساخت آسمان خراش ها به مقابله با این مشکل برخاستند.

زمانی که جمعیت شهرها رو به افزایش گذاشت، معماران و مهندسان با ساخت آسمان خراش ها به مقابله با این مشکل برخاستند.
افزایش تراکم اجزای مختلف بر روی تراشه های مسطح نیز متخصصان را به فکر ساختن رو به بالای اجزاء و خلق تراشه های سه بعدی انداخته است.
زمانی که جمعیت جزیره منهتن در آمریکا رو به افزایش گذاشت، معماران و مهندسان با ساخت آسمان خراش ها به مقابله با این مشکل برخاستند. افزایش تراکم اجزای مختلف بر روی تراشه های مسطح نیز متخصصان را به فکر استفاده از ایده مشابهی انداخته است: ساختن رو به بالای اجزاء و خلق تراشه های سه بعدی. اما تا به امروز و در عمل، ایجاد ارتباط میان طبقات مختلف و تبدیل اتصالات سیمی مسطح به اتصالات سه بعدی، به یک مساله پیچیده و دردسرساز تبدیل شده بود.
در روش سنتی برای اتصال دو قطعه یک تراشه، سیم های پیش ساخته در محل خود لحیم می شوند. اما مین فنگ یو و ژی هو از دانشگاه ایلی نویز، روش جدیدی را برای کاشت سیم های نازک سه بعدی در محل خود ابداع کرده اند. در این روش برای هر محل، کار ساخت سیم ها به صورت کاملا سفارشی انجام می شود.
روش ابداعی یو و هو شکل اصلاح شده ای از آب کاری الکتریکی است که در آن با استفاده از یک جریان الکتریکی، سطح رسانا به وسیله لایه نازکی از فلز که درون الکترولیت مایع قرار دارد، پوشیده می شود. چنین روشی از نظر تئوری مانند این است که شما سیم های فلزی را مستقیما بر روی یک سطح درج کنید.


● پل مایع
استفاده از این روش گالوانیزه کردن برای ساخت سیم های نازک به جای آب کاری یکسره یک سطح، خود یک چالش به شمار می رود.
یک راه حل نگه داشتن الکترولیت درون یک پی پت، و نزدیک کردن پی پت به سطح رسانا است.
هنگامی که یک اختلاف پتانسیل الکتریکی بین این دو اعمال شود، پل نازکی از مایع ایجاد می شود.
در نتیجه ذرات مس یا پلاتین موجود درون الکترولیت توسط سطح رسانا جذب می شوند و یک حباب فلزی کوچک را ایجاد می کنند.
با توجه به این که تا وقتی این اختلاف پتانسیل الکتریکی اعمال می شود، حباب فلزی به رشد خود خارج از سطح رسانا و در امتداد این پل مایع ادامه می دهد؛ یو و هو دریافتند که این، راهی مناسب برای ایجاد سیم های سه بعدی است.
بر خلاف سیم های دوبعدی که تنها بر روی یک سطح گسترش می یابند، این سیم ها در بالای سطح نیز امتداد می یابند.
برای استفاده از این روش، سرعت دور کردن پی پت از سطح بایستی دقیقا با سرعت رشد حباب فلزی برابر باشد.
در صورت انجام درست این کار، یک سازه سه بعدی فلزی جامد ایجاد خواهد شد. با حرکت دادن پی پت به موازات سطح به جای دور کردن آن از سطح، می وان سازه های سه بعدی پیچیده را نیز ایجاد کرد.
با استفاده از این پل های فلزی علاوه بر اتصال بخش های مختلف یک سطح رسانا، می توان دو سطح یا جزء رسانا را که در ارتفاعات مختلفی بر روی یک تراشه سه بعدی قرار دارند، به یکدیگر متصل کرد.
با استفاده از یک پی پت به اندازه کافی کوچک، محققان توانستند اتصالات ساده ای با طول بیش از ۸۰ میکرومتر و پهنای ۱۰۰ نانومتر را ایجاد کنند. به گفته یو چنین قطری از نظر بزرگی، ده برابر کوچک تر از ابعادی است که در روش های فعلی می توان به آن دست یافت.


● مقاومت گرمایی بیشتر
از آن جایی که فلز روکش دار اتصال به مراتب قدرتمندتری را با سطح نسبت به اتصالات لحیمی برقرار می کند، این اتصالات قادر به تحمل جریان هایی هستند که یک میلیون بار قوی تر از جریانی است که باعث سوختن اتصالات لحیمی متداول می شود.
به گفته پیتر سیرسون از دانشگاه جان هاپکینز بالتیمور، این روش یک راه حل برازنده و دل پذیر برای حل مشکل سیم های سه بعدی با اشکال پیچیده در ساخت تراشه ها به شمار می رود.
وی می گوید: «این روش می تواند ابزاری مهم برای ساخت سازه های سه بعدی در مقیاس میکرون باشد.»
یو و هو امیدوارند که بتوانند قطر سیم های ایجاد شده با استفاده از این روش تا یک مرتبه دیگر نیز کاهش دهند.
در عین حال، این روش را به یک فرایند سریع و سازگار با مقیاس های صنعتی ارتقاء دهند. یو می گوید: «به جای ساخت تک به تک سیم ها، ما به دنبال راهی هستیم تا بتوان آنها را به صورت دسته ای تولید کرد.»

خبر آنلاین (www.khabaronline.ir)