Integrált mikrocsatornás hűtőszerkezetet tartalmazó System-on-Package eszközök technológiája
A fokozatos méretcsökkenésnek és a Moore-törvényen is túlmutató integrációnak köszönhetően a félvezető eszközök egységnyi felületre vett disszipációja fokozatosan növekszik. A megnövekedett hőáram elvezetése a lehető legkisebb hőellenállású úton új struktúrájú, mikroméretű és integrált hűtőeszközök alkalmazását igényli.
A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke (BME EET) kutatás-fejlesztési tevékenysége eredményeként kidolgozott termikus tranzienstesztelés alkalmas különböző makroméretű passzív és aktív hűtőeszközök termikus karakterizációjára. A jelenleg zajló kutatómunka célja olyan alkalmas mérőrendszer és mérési eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi mikroméretű integrált hűtőeszközök termikus és elektro-termikus karakterizációját.
Az mérőrendszerben ezidáig a disszipáló forrást egy teljesítménytranzisztor jelentette, mely a mérendő hűtőeszközhöz volt erősítve. A kutatómunkába bekapcsolódva a feladatom olyan aktív integrált eszközök megtervezése és legyártása volt, melyeket mikroméretű hűtőcsatornákkal együtt kialakítva, külső disszipáló elem nélkül, közvetlenül tudjuk a mintáink hőmérsékletét befolyásolni.
Célunk tehát, hogy a szilícium szeletekre egy technológiai soron belül hozzunk létre hődisszipáló diódákat, valamint az ellentétes oldalra, CMOS kompatibilis anizotróp marással a mikroméretű hűtőcsatornákat, így vizsgálni tudjuk a hűtőeszközeink hatásfokát.
Munkám során az EET tanszék tisztatéri mikroelektronikai laboratóriumában elérhető technológiákat alkalmaztam. Létrehoztam egy olyan reprodukálható technológiai lépéssort, melynek felhasználásával különböző karakterisztikájú fűtődiódákkal egybeintegrált, eltérő csatornageometriájú (chipeket) mintákat készítettem el és vizsgáltam meg elektromos és termikus mérésekkel. Szintén szilícium szelet anizotróp marásával elkészítettem olyan beömlő nyílásokat, melyekkel a csatornákat lezárva a mintáink alkalmasak lehetnek levegővel, illetve vízzel való hűtésre.
A munka folyatása képpen következő célunk, hogy a szeletek egymáshoz bondolásával, és egy speciális befogószerkezettel a mintákat alkalmassá tegyük az újonnan kifejlesztett mérőrendszerrel való vizsgálatra. Hosszú távú célunk olyan integrált CMOS kompatibilis hűtőeszközök kifejlesztése és hatékonysági vizsgálata, melyek megoldást jelentenek napjaink nagyteljesítményű áramköreinek hűtési problémáira.
szerző
-
Rózsás Gábor
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Bognár György
egyetemi docens, Elektronikus Eszközök Tanszék -
Dr. Földváry-Bándy Enikő
adjunktus, Elektronikus Eszközök Tanszék -
