Датчики, приводы и некоторые другие узлы современного
промышленного оборудования достаточно часто работают в условиях высокой
температуры окружающей их среды. Стандартные же полупроводниковые приборы и
электронные компоненты могут сохранять свою работоспособность в лучшем случае
до температур в 125 градусов Цельсия. Таким образом, для работы в экстремальных
условиях требуется специализированная высокотемпературная электроника наподобие
технологии HOT 300, разрабатываемой специалистами из института Фраунгофера,
Германия. И в настоящее время их усилиями разработан целый ряд базовых
технологических компонентов для высокотемпературных приборов и микросхем.
Согласно анализу, рынок высокотемпературной электроники
особо нуждается в компонентах и сопутствующих технологиях, способных сохранять
полную работоспособность при температурах до 300 градусов Цельсия. При этом,
плотность упаковки компонентов должна соответствовать или превышать плотность
компонентов в обычных микросхемах. Такие требования определяют необходимость
использования совершенно новых технологий и подходов к системной интеграции, и
именно все это разрабатывается специалистами пяти институтов Фраунгофера в
рамках проекта HOT 300.
Среди ряда уже разработанных технологий следует выделить
технологию изготовления высокотемпературных CMOS-чипов и многофункциональных
датчиков на основе микроэлектромеханических систем (MEMS), которые могут стать
основой электроники нового типа. В этих технологиях используются основания из
специальной керамики, а ввод и вывод электрических сигналов осуществляется при
помощи проводников, изготовленных из сложных металлических сплавов. Для
стабильной работы в условиях высоких температур ученые разработали новые методы
микросварки и пайки при помощи соединений из металла, кремния и керамики, а
герметизация изделий производится при помощи специального кремний-органического
полимерного материала.
Работа устройств при температуре 300 градусов требует
повышенной надежности этих устройств. Это, в свою очередь, требует более
высококачественных и точных методов выявления микро- и нано-дефектов,
возникающих при производстве. Кроме этого, высокотемпературная электроника
должна иметь возможность выдерживать тепловые удары в более широком
температурном диапазоне, что предъявляет к технологическим процессам ряд
специфических требований.
В настоящее время технология HOT 300, точнее, большая
часть ее элементов, уже готова к внедрению в массовое производство. В связи с
этим руководство института Фраунгофера активно ищет партнеров, которые воплотят
все эти разработки в виде конечных высокотемпературных электронных устройств.
