El “trazado de circuito y los chips de ordenador se hacen con las líneas de cobre en ellas, así que pensamos que debemos hacer la conexión entre los dos con cobre también,” dijo a Kohl.
La soldadura y el cobre pueden tolerar el desalineamiento entre dos pedazos que son conectados, según Kohl, pero el cobre es más conductor y crea un enlace más fuerte.
Con el financiamiento del Semiconductor Research Corporation (SRC), de Kohl y del estudiante de tercer ciclo Tyler Osborn han desarrollado un método nuevo de la fabricación para crear conexiones del todo-cobre entre los chips de ordenador y el trazado de circuito externo.
Los investigadores primero electrochapan un topetón del cobre sobre la superficie de ambos pedazos, un proceso que utilice la corriente eléctrica para cubrir un objeto eléctricamente conductor con el metal. Entonces, una conexión de cobre sólida entre los dos topetones es formada por la galjanoplastia no electrolítica, que implica varias reacciones simultáneas que ocurran en una solución acuosa sin el uso de la corriente eléctrica externa.
Desde el pilar, que es el mismo grueso que una cuenta de dólar, son frágiles en la temperatura ambiente, los investigadores la recuecen, o la calientan en un horno por una hora para quitar defectos y para generar un pedazo de cobre sólido fuerte. Osborn encontró que los enlaces fuertes fueron formados en una temperatura del recocido de 180 grados de cent3igrado. Él también ha estado investigando cómo los desalineamientos entre los dos topetones de cobre afectan a fuerza del pilar.
“También he estudiado la forma óptima para las conexiones de modo que sean flexibles y mecánicamente confiables, con todo todavía tengo buenas características eléctricas de modo que poder transmitir estas señales de alta frecuencia sin ruido,” dije Osborn.
Los investigadores han estado trabajando con Texas Instruments, Intel y los materiales aplicados para perfeccionar y para probar su tecnología. Jim Meindl, director del centro y del profesor de investigación de la microelectrónica de la tecnología de Georgia en la escuela de la ingeniería eléctrica y de computadora, y Sue Ana Allen, profesor en la escuela de la ingeniería química y biomolecular, también ha colaborado en el trabajo.
Además de este nuevo método para hacer conexiones verticales entre las virutas y el trazado de circuito externo, Kohl también está desarrollando una línea de transmisión mejorada de la señal con la ayuda de la chaqueta de punto de Todd del estudiante de tercer ciclo.
“Varios caminos muy largos de la comunicación existen dentro de una computadora que requieren una línea eléctrica del rendimiento muy alto que pueda transmitir en frecuencias más altas sobre distancias largas,” chaqueta de punto explicada.
Esto es especialmente importante en servidores y los ranuradores de alto rendimiento donde las distancias inter-chip pueden ser grandes y fuerza de señal puede ser degradada perceptiblemente. Kohl y la chaqueta de punto han desarrollado una nueva manera de ligar señales de alta velocidad entre las virutas usando un substrato orgánico, al financiamiento del centro del foco de la interconexión, uno del Semiconductor Research Corporation/de programas (DARPA) de investigación del centro del foco del Defense Advanced Research Projects Agency.
La fabricación comienza con un substrato de la fibra de vidrio-resina epoxíidica con las líneas de cobre en un lado. El substrato está cubierto con un polímero y las áreas sin las líneas de cobre se exponen a la luz (UV) ultravioleta, que desintegra el polímero donde no se quiere. Entonces, los investigadores cubren el substrato con otro polímero que endurezca cuando está expuesto a la luz UV. Las capas de titanio y de cobre se agregan encima de cada línea de cobre. Cuando el substrato acodado es heated en 180 grados de Celsius, la primera capa del polímero se descompone en el dióxido de carbono y la acetona, que difunden hacia fuera dejando un bolsillo de aire.
“La cantidad de pérdida eléctrica se relaciona con la sensibilidad de la conexión en frecuencias más altas,” chaqueta de punto explicada. “Apenas tener este bolsillo de aire allí reduce nuestra pérdida de la señal grandemente.”
Los investigadores están diseñando actual un cable coaxial para este acoplamiento chip-to-chip de la señal, que debe aumentar grandemente la frecuencia máxima de la señal que la conexión puede llevar.
Las compañías que hacen los chips de ordenador y los empaquetan en un dispositivo están muy interesadas en estas tecnologías, dijeron a Kohl.
“Si estas conexiones se pueden producir en un coste razonable, podrían ser muy importantes en el futuro porque usted está dando a cliente un mejor producto para el mismo coste,” dijeron a Kohl. |
