Как убедиться, что эти устройства работают
Существуют значительно более сложные показатели, чем просто дата или цена продукта, для чего в основном используются сегодня такие чипы. Но это и значительно менее дорогой способ обеспечить качество на протяжении длительного времени, отсюда возникла необходимость исследования, что же по своей сути представляют одноразовые чипы?
«Мы пытаемся взять у сообщества печатных плат столько, сколько можем,— говорит Уилл Стоун, директор по печатной электронике в Brewer Science.— Мы создаем физическую нагрузку и нагрузку окружающей среды. Здесь есть две основные проблемы. В печатных платах вы пытаетесь сделать такие соединения — будь то проводящий эпоксидный припой или что-то еще,— которые могут выдержать движение, поскольку очевидно, что они не созданы для подобных целей. А второе — это сами дорожки. Простым сгибанием вы можете создать микротрещины. Мы проводим стандартный набор испытаний, в том числе в камерах окружающей среды и нагрузки, и выполняем тысячи или миллионы циклов сгибаний просто для того, чтобы убедиться в целостности устройства».
Впрочем, не все должно быть гибким. Даже без печати чего-либо на гибкую подложку чипы могут быть и достаточно маленькими, и достаточно тонкими, чтобы их можно было использовать во многих приложениях. Поэтому здесь понадобится металлооксидная литография, и если дорожки и зазоры относительно велики по сравнению с продвинутыми кремниевыми чипами, то это очень хорошо для множества приложений и устройств.
«Привлекательно то, что это дешево, — сказал Дайсониз IDTechEX. — Можно просто сделать вакуумное напыление и не использовать материалы, более гибкие, чем кремний, поскольку не придется проходить все стадии процесса получения пластины высокой чистоты. С обычным кремнием все иначе: сначала необходимо его добыть, затем довести до действительно высокой чистоты, сделать заготовки и нарезать их. А с напылением все гораздо проще — нужно просто иметь достаточно металлооксидных транзисторов, чтобы нанести RFID метки, для которых предусмотрены крошечные кремниевые чипы. Они негибкие, но это и неважно».
То же происходит и с MEMS устройствами. Преториус из NextFlex отмечает, что для приложений последних поколений (высоких G) уменьшение толщины устройства с 700 до 450 мкм снижает его массу почти вдвое, что полезно для устройств, где нет традиционных чипов. «Они не совсем гибкие, но легче по весу,— говорит он.— Но мы обнаружили, что для устройств MEMS уменьшение толщины не может быть выполнено после обработки».
Компания NextFlex также экспериментировала с различными способами нарезки таких чипов, от самонарезки до применения лазеров. Однако у каждого из этих способов есть проблемы. Так, в многослойных устройствах лазеры могут блокироваться различными металлическими слоями. В других методах используется инструмент для нарезки (не очень пригодный для MEMSчипов с вентиляционными отверстиями) и лазерная абляция, которая работает, но не является чистым решением.
При соединении тонких полужестких чипов с гибкой подложкой тоже возникают трудности. Например, есть такой вариант, как формирование столбиковых выводов, но получить качественное соединение между гибкой подложкой и столбиковым выводом, не нанеся вреда, очень сложно.
Уилл Стоун из Brewer говорит о похожих проблемах. «Чернила обычно достаточно стабильны, когда вы запускаете процесс, — отмечает он.— Мы используем эпоксидные припои, и многие из них были разработаны совсем не для гибких технологий. Мы действуем в «жестком» мире и пытаемся сделать его «гибким». Но в итоге это оказывается не очень просто. Любые их этих соединений становятся сильнейшей головной болью».
<link fileadmin pdf_articles _blank download>Скачать полный текст статьи «Проблемы печатных и одноразовых чипов» в формате pdf
