Kolnanorör ger 3D-kretsar

2011-12-01 08:35  
Två chip har försetts med pluggar som har fyllts med tusentals kolnanorör. Sedan har chippen limmats ihop så att kolnanorören har fått kontakt med varandra. Till höger syns anslutningen mellan två sådana pluggar.

Forskare vid Chalmers utvecklar nu en metod att packa elektronikkretsar tredimensionellt där komponenterna binds samman med tunna kolnanorör. Metoden kan ge snabbare och kompaktare elektronik.

Idag tätpackas viss elektronik genom att lägga kretsarna ovanpå varandra, och koppla ihop dem med samma bondningsteknik som idag används för att ansluta kretsarna till kapslingen. Anslutningarna längs kanterna förutsätter dock att ovanpåliggande krets är mindre än den underliggande.

Forskare vid Chalmers utvecklar nu en teknik där komponenterna ansluts med kolnanorör direkt mellan lagren av kretsar.

Liknande metoder utvecklas av elektroniktillverkarna, men då används kopparledare för att koppla ihop kretsskikten. Chalmersforskarnas kolnanorör kan dock bli betydligt bättre och billigare, tror Kjell Jeppson, handledare för doktorandprojektet. Även om mycket ingenjörsarbete återstår till en industriell process.

- Kolnanorör leder både ström, och framförallt värme, mycket bättre än koppar, säger han.

- Men viktigast är att kolnanorören är mekaniskt stabila, utvidgar sig inte i värme och passar bättre ihop med kisel.

I en variant av tekniken odlas kolrören direkt i etsade hål i kiselkretsen. I botten av hålen finns kulor av järn från vilken rören får växa. Ett problem är att odla kolnanorören med tillräcklig längd och kvalitet samt vid tillräckligt låg temperatur för att kretsarna ska hålla. Odlingen kräver 700 grader medan kretsarna bara tål 450 grader.

I en annan variant odlas de halvmillimeter långa kolrörsbuntarna från järnprickar på ytan av en stämpel. Därefter överförs de till kretsen vid 170 grader. Sedan limmas de två kretsarna ihop och kretsarna kopplas samman.

- Vi har visat att det går att stapla chipen på varandra med goda prestanda, säger Johan Liu, professor i elektronikproduktion vid Chalmers.

Doktorandprojektet är en del i ett större europeiskt samarbete för att ytterligare miniatyrisera elektroniken och förbättra dess prestanda.

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt