Немецкие ученые разрабатывают высокотемпературную электронику, способную функционировать при 300 градусах

Высокотемпературная электроника

Многочисленные элементы современного промышленного оборудования, например, датчики и приводы, нередко работают в условиях повышенной температуры, что сказывается на их долговечности. Если в качестве примера рассмотреть самые обычные полупроводниковые приборы, то в большинстве случаев они способны эффективно работать только при температуре до 125 градусов по Цельсию.

Когда возникает необходимость использования электроники в более высоких температурных условиях, целесообразно использовать технологии, подобные НОТ 300, разрабатываемая специалистами из Германии во Фраунгоферовом институте. Уже на сегодняшний день они сумели разработать множество технологических компонентов, которые способны успешно функционировать в высокотемпературном режиме, будучи включенными в конструкцию приборов и отдельных микросхем.

Рамками проведенного анализа было доказано, что современный рынок высокотемпературной электроники нуждается в ряде компонентов, которые могли бы использоваться и в сопутствующих технологиях, способных в полной мере сохранять свои функциональные качества при условии их эксплуатации при температуре свыше 300 градусов Цельсия. Важно, чтобы плотность упаковки подобных компонентов обязательно соответствовала или же превышала плотность элементов, используемых в стандартных микросхемах. Это требование обусловлено инновационными технологиями и подходами к системной интеграции. Все эти нюансы прорабатывают ученые из пяти институтов Фраунгофера на территории Германии в рамках всемирно известного проекта НОТ 300.

CMOS-чип

В настоящее время было разработано немалое количество электронных элементов, способных работать в высоких температурных режимах, однако особого внимания среди них заслуживают высокотемпературные CMOS-чипы, а также многофункциональные сенсоры на базе микроэлектромеханических систем. Они в будущем могут стать основной составляющей электроники нового поколения.

Примечательно, что на этапе созданиях этих микроэлементов использовались основания из специальной керамики, а ввод и вывод электронных импульсов реализован посредством проводников, изготовленных из инновационных металлических сплавов. Отметим, что для максимально стабильной работы микроэлементов в условиях повышенной температуры учеными был разработан даже уникальный метод сварки и пайки посредством металлических соединений. Что касательно герметизации соединений, то она осуществляется посредством специального кремний-органического полимерного состава.

Электроника современная высокотемпературная

Функционирование устройств в температурном режиме свыше 300 градусов подразумевает наличие у электронных элементов наличие небывалой ранее надежности. На этапе производства таковых применяют новейшие методы выявления нано-дефектов, которые заметить невооруженным глазом не представляет возможным. Стоит заметить, что инновационная высокотемпературная электроника должна иметь возможность противостоять тепловым ударам в широчайшем температурном диапазоне. Именно из-за этого к технологическим процессам предъявляются специфические требования.

На сегодняшний день немецкая технология НОТ 300, а точнее большинство ее элементов, готовы к запуску в серийное производство. Именно поэтому в последнее время руководство Фраунгофера активно ищет партнеров для дальнейшего сотрудничества, которые смогут реализовать все нынешние разработки ученых в инновационные высокотемпературные устройства.