La Carnegie Mellon University e Intel Corporation sveleranno una nuova classe di materiali chiamati nanocompositi magnetici per saldatura che potrebbero aiutare a semplificare il processo di imballaggio elettronico dei computer. La pietra miliare della ricerca sarà discussa all'undicesima conferenza annuale sui materiali magnetici e magnetici dal 18 al 22 gennaio al Marriott Washington Wardman Park di Washington, D.C.

Un gruppo di ricerca della Carnegie Mellon guidato da Michael McHenry, professore di scienze e ingegneria dei materiali, ingegneria biomedica e fisica, in collaborazione con Raja Swaminathan, Ingegnere senior dei materiali di imballaggio Intel, hanno ideato una tecnica di riscaldamento RF per i compositi di nanoparticelle magnetiche di saldatura (MNP) in grado di riscaldare sufficientemente le saldature da causare il riflusso senza posizionare i chip dei computer nei forni convenzionali. Una saldatura è una lega metallica utilizzata per legare insieme i metalli. Il team di McHenry include Ph.D. i candidati in scienze dei materiali e ingegneria AshFague Habib e Kelsey Miller, e Matt Ondeck, uno junior in scienza e ingegneria dei materiali.

Attualmente, le tecniche all'avanguardia per realizzare chip per computer durante il processo di confezionamento elettronico comportano l'uso della convezione di aria calda o l'uso di forni a infrarossi. Poiché il riscaldamento dei trucioli in questi forni richiede notevoli costi energetici e comporta anche il rischio di deformazione del truciolo, Il team di McHenry ha lavorato in collaborazione con Swaminathan di Intel per sviluppare uno strumento che utilizza bobine a radiofrequenza per riscaldare particelle magnetiche appositamente progettate che vengono mescolate con paste saldanti.

"Variando la concentrazione e la composizione di queste particelle magnetiche possiamo controllare il tempo necessario per riscaldarle, che in definitiva aiuta a migliorare la velocità di elaborazione, e potenzialmente riduce il costo, "ha detto McHenry, presidente della co-pubblicazione della Conferenza MMM/Intermag.

La conferenza annuale riunisce scienziati e ingegneri interessati ai recenti sviluppi in tutti i rami del magnetismo fondamentale e applicato. Grande enfasi è posta sulla ricerca sperimentale e teorica nel magnetismo, le proprietà e la sintesi di nuovi materiali magnetici, e progressi nella tecnologia magnetica.

"È sempre gratificante vedere un'idea effettivamente dimostrata nella realtà, Swaminathan ha detto. "Questa prima dimostrazione di successo potrebbe aprire possibilità di altre applicazioni anche al di fuori del packaging microelettronico. Sebbene abbiamo una lunga strada da percorrere nell'implementazione di una saldatura a fusione locale nelle applicazioni reali, il concetto di riscaldamento locale apre molte opportunità di elaborazione che stiamo lavorando per esplorare ulteriormente con McHenry. C'è un'opportunità significativa qui per una buona esplorazione della scienza e della tecnologia di base, " disse Swaminathan.

Oltre ad accelerare il processo di saldatura, Il team di McHenry ha anche migliorato le interconnessioni elettriche durante il processo critico di confezionamento elettronico. Poiché la deformazione del chip è più un problema alla temperatura richiesta per far rifluire le saldature senza piombo, questa tecnologia sviluppata dai ricercatori di Carnegie Mellon avrà ulteriori vantaggi con queste saldature più rispettose dell'ambiente.

"Ci sono molte possibilità per questo processo in una varietà di settori industriali, compreso il settore dei semiconduttori, settore aerospaziale e dell'archiviazione dati, "Ha detto McHenry.