三維非硅微納集成制造技術(shù)
隨著支配半導(dǎo)體技術(shù)數(shù)十年的摩爾定律日益接近其發(fā)展極限,多種功能器件集成被認(rèn)為是超越摩爾定律延續(xù)集成電路發(fā)展進(jìn)程的重要途徑之一,這就需要能夠滿足多種功能器件高密度集成的制造技術(shù)。多元兼容集成制造技術(shù)就是為此而開發(fā)的,該技術(shù)通過在更大范圍內(nèi)優(yōu)選結(jié)構(gòu)/功能材料組合,開發(fā)異質(zhì)集成制造工藝,大大拓展了功能微器件創(chuàng)新設(shè)計和制造的騰挪空間。經(jīng)過多年探索,目前已形成了涵蓋金屬、聚合物、陶瓷、復(fù)合材料的MEMS異質(zhì)異構(gòu)制造技術(shù)體系,并在多種類型功能器件研發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,初步展現(xiàn)了其基礎(chǔ)性支撐作用,相關(guān)技術(shù)獲得2016年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎。
微系統(tǒng)集成發(fā)展趨勢
多元兼容集成制造技術(shù)
獲獎情況
上海市技術(shù)發(fā)明一等獎2016年團(tuán)隊獲獎
國家技術(shù)發(fā)明二等獎2008年
上海市技術(shù)發(fā)明一等獎2007年
超薄超快高熱流密度微通道散熱器
上海交通大學(xué)團(tuán)隊在長期研究經(jīng)驗和技術(shù)積累基礎(chǔ)上,創(chuàng)造性地提出了不同高熱導(dǎo)率材料組合構(gòu)造的復(fù)合結(jié)構(gòu)微通道散熱器設(shè)計方案,并基于多元兼容集成制造技術(shù)完成了多種尺寸樣品研制,其中,熱源面積與常用功率芯片尺度相當(dāng)?shù)某∩崞骼鋮s能力達(dá)到800W/cm2以上,在保留傳統(tǒng)微通道散熱器良好系統(tǒng)兼容性和適用性的基礎(chǔ)上達(dá)到了相當(dāng)高的散熱能力水平,為解決高功率芯片系統(tǒng)超高熱流密度散熱問題提供了一個深具可行性的解決方案。
高溫薄膜溫度傳感器研究
發(fā)動機(jī)燃燒室等極端惡劣環(huán)境下(高溫、強(qiáng)振動、強(qiáng)腐蝕等)的工作參數(shù)現(xiàn)場監(jiān)測對傳感器技術(shù)是嚴(yán)峻挑戰(zhàn),國內(nèi)外研究廣泛。交大團(tuán)隊基于特種材料微納集成制造技術(shù)的長期積累,在高溫絕緣薄膜材料、多層薄膜應(yīng)力調(diào)控、曲面圖形化和高溫敏感介質(zhì)等技術(shù)上取得了一定突破,成功開發(fā)了多種可與現(xiàn)場結(jié)構(gòu)共型的高溫薄膜傳感器,具有體積小、環(huán)境擾動小、響應(yīng)快、靈敏度高、可分布式安置等優(yōu)點,該團(tuán)隊已經(jīng)掌握了溫度、應(yīng)力/應(yīng)變、熱流等多種高溫狀態(tài)參數(shù)測量技術(shù),適用溫度在800-1300℃之間。
薄膜絕緣電阻隨溫度的變化及測試結(jié)構(gòu)
高溫薄膜溫度傳感器制造及曲面圖形化技術(shù)
薄膜溫度傳感器在發(fā)動機(jī)不同部位測溫需求
無線溫度傳感器測溫系統(tǒng)
高性能轉(zhuǎn)接板
基于轉(zhuǎn)接板的多芯片封裝是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是傳統(tǒng)的硅轉(zhuǎn)接板性價比不高,阻礙了廣泛應(yīng)用。上海交大團(tuán)隊基于非硅微加工技術(shù)的長期積累,突破了硅轉(zhuǎn)接板絕緣層完整性和再分布層熱隔離的難題,成功研制了漏電流極低的低成本高性能硅轉(zhuǎn)接板。此外,還開發(fā)了復(fù)合材料非硅轉(zhuǎn)接板,TCV陶瓷轉(zhuǎn)接板,TGV玻璃轉(zhuǎn)接板等各種三維封裝基板,實驗室能夠針對不同類型器件三維高密度封裝的具體要求,定制開發(fā)不同功能的專用轉(zhuǎn)接板,為多功能、高密度、高功率、低成本封裝提供個性化解決方案。
TSV-3D 高密度封裝概念圖
金屬-聚合物-納米復(fù)合材料非硅基轉(zhuǎn)接板實物圖片
上海交通大學(xué)
2021-05-11