Pakking for HT elektronikk

Offentlig prosjektsammendrag

Formålet med prosjektet er å utvikle en pålitelig sammenføyningsteknologi for elektroniske systemer i krevende miljøer. En halvleder med stort båndgap og en termoelektrisk komponent vil bli montert på et tykkfilmsubstrat. To sammenføyningsteknologier vil undersøkes: Solid-Liquid Interdiffusion og Liquid Solid Bonding. Systemene vil testes ved ekstreme betingelser; i ett tilfelle vil den termiske gradienten kunne være over 500 °C, i et annet vil forskjellen i termisk utvidelseskoeffisient (CTE) være svært stor mellom ulike materialer; CTE > 10 ppm/K ved temperaturer opp til 250 °C. Man kan kategorisere FoU-utfordringene slik: - Thermomekanisk belastning av systemet. Dette kan være generert fra systemet selv eller påført av ytre faktorer. - Fysisk og kjemisk kompatibilitet mellom komponenter i systemet Hovedutfordringen er en sammensatt, koblet og kompleks problemstilling med opphav i begge kategoriene. F.eks vil en forskjell i CTE kombinert med termisk last ofte lede til mekanisk overbelastning og dermed brudd. For å lage sterke sammenføyninger mellom ulike materialer, trenger man en viss grad av kjemisk diffusjon mellom materialene. Ulempen med dette er at den samme prosessen også kan degradere materialene på lang sikt, noe som til slutt kan lede til katastrofale systemfeil. Utfordringen ligger i å forstå problemstillingen i detalj samtidig som man har kontroll over og innsikt i materialer og prosesser. Termoelektrisk teknologi kan for eksempel anvendes til energihøsting av spillvarme f.eks. fra eksosrør eller fra fornybare varmekilder. Man ser for seg at energihøsting v.h.a. termoelektriske materialer vil være en del av energiløsningen i fremtiden. Elektronikk med stort båndgap vil f.eks. være uunnværlig for instrumentering i varme oljebrønner. Slike elektronikksystemer vil generelt ha forbedret ytelse og bedre pålitelighet, og vil føre til nye produkter med ny funksjonalitet i anvendeanvendelser hvor det tidligere ikke har vært mulig å plassere elektronikk.