Ученые придумали, чем заменить золото в микросхемах

Электроника Техника
мобильная версия
, Текст: Павел Лебедев

Группа ученых предлагает отказаться от золотых и медных контактов в микросхемах в пользу алюминиевых проводов, которые окажутся гораздо дешевле в производстве.


Новая технология передачи электрических сигналов

Тайваньским ученым из университета National Cheng Kung University (NCKU) удалось разработать технологию соединения элементов интегральных схем с помощью алюминиевых проводов, которые окажутся дешевле в производстве, чем используемые сейчас электрические контакты из золота и меди. Данная разработка предназначена для вывода электрического сигнала от интегральных элементов на внешний корпус микросхем — для взаимодействия с другими компонентами на системной плате.

Качество контактов является критичным для скорости вычислительных процессов и качества работы устройства.

Золотые и медные аналоги

Ранее для этих целей чаще всего использовались золотые провода диаметром 12,5 мкм и крупнее (в том числе с примесью бериллия или других элементов). Более дешевой альтернативой золоту являются медные провода диаметром до 75 мкм, хотя в их производстве также есть определенные сложности: чтобы избежать коррозии, припайка проводов к микросхеме должна осуществляться в газовой среде, на 95% состоящей из азота и на 5% из водорода. В некоторых случаях в качестве аналога также используется серебро.

Заменой драгметаллам в микросхемах оказался алюминий

В общей сложности около 90% устройств с использованием полупроводниковых интегральных схем и светодиодных устройств (LED) сейчас содержат контакты из золота, серебра или меди.

Дешевый провод из алюминия

Алюминий и его соединения с магнием и кремнием также ранее использовались в микросхемах, однако исследовательская группа из NCKU утверждает, что в ходе четырехлетней работы им удалось решить проблему низкой проводимости и эластичности (ductility) алюминия.

Ключевой особенностью технологии является нанесение на поверхность провода тончайшего слоя цинка. Диаметр провода составляет около 18 мкм, алюминий должен быть полностью очищен он примесей, чтобы увеличить теплопроводность, эластичность и твердость.

Использование данной технологии позволит сократить затраты на производство по сравнению с интегральными схемами, где используются золотые или медные контакты, уверяют разработчики. Стоимость алюминиевого сырья гораздо дешевле по сравнению с аналогами. Цена на золото на мировом рынке — около $62 тыс. за кг, стоимость серебра гораздо ниже и составляет около $1,25 тыс. за кг, для меди этот показатель равняется около $7, при этом цена на алюминий оказывается еще в три раза ниже — всего около $2 за кг.