在工業(yè)應(yīng)用中，越來(lái)越多的傳感器和制動(dòng)器被部署在溫度較高的環(huán)境中。然而，標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體和元件所能承受的溫度最高約為125℃。因此，在一項(xiàng)名為HOT 300的合作研發(fā)計(jì)劃中，德國(guó)Fraunhofer旗下的5個(gè)研究機(jī)構(gòu)聯(lián)手為高溫微系統(tǒng)開發(fā)出基礎(chǔ)的技術(shù)元件。
根據(jù)Fraunhofer研究所的分析，業(yè)界迫切需要高溫的元件和連接技術(shù)——即能以較現(xiàn)有電子元件更高的封裝密度，在高達(dá)300℃(572℉)的溫度下可靠地作業(yè)。
然而，這需要一種全新的途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整合。在HOT 300研究計(jì)劃中，F(xiàn)raunhofer研究所成功地設(shè)計(jì)出各種有關(guān)的途徑與技術(shù)。研究團(tuán)隊(duì)們?nèi)缃襁€為其研究提出了最新成果。
其中，F(xiàn)raunhofer的5個(gè)研究機(jī)構(gòu)——包括微電子電路(IMS)、電子納米系統(tǒng)(ENAS)、陶瓷技術(shù)與系統(tǒng)(IKTS)、材料力學(xué)(IWM)以及可靠性與微整合(IZM)等研究機(jī)構(gòu)，介紹了一種新的CMOS技術(shù)以及MEMS多功能傳感器，能夠提供作為300℃電路的基礎(chǔ)半導(dǎo)體元件。
研究人員為該設(shè)計(jì)使用了陶瓷基板與金屬導(dǎo)線架；而在封裝部份，則開發(fā)出一種新穎的聚合物陶瓷材料。針對(duì)穩(wěn)定溫度用的晶片、基板與封裝互連技術(shù)，研究人員也發(fā)展出擴(kuò)散焊接的專用方法與燒結(jié)制程，直接連接陶瓷和矽晶。
高達(dá)300℃的工作溫度還需要新的可靠性模型。因此，研究人員進(jìn)一步開發(fā)出針對(duì)微米與納米結(jié)構(gòu)的故障分析、機(jī)械參數(shù)確定以及耐熱沖擊性，并且使其適用于更廣泛的溫度范圍，從而提高了可靠性模型。Fraunhofer研究人員開發(fā)的這些技術(shù)現(xiàn)正提供給感興趣的商業(yè)人士。
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