Учёные изобрели технологию, которая позволяет «написать» электрическую микросхему обыкновенной ручкой

Учёные разработали технологию, как создать эластичную электронную схему или радиоантенну, нарисовав её от руки на листе, сделанном из особого материала. По мнению инженеров, эта технология позволит людям самостоятельно создавать электронные платы, создавая нужную им схему.

Традиционные микросхемы, к которым все привыкли, сделаны из жёстких материалов с низкой упругостью, а микросхемы, созданные по новой технологии - эластичны, их можно растягивать и скручивать.

Учёные по всему миру исследуют то, как наиболее эффективно применить «мягкую» электронику при производстве имплантантов, которые не доставляли бы ощутимого дискомфорта, а также бытовой техники, которая по своим механическим свойствам была бы неотличима от обычной одежды.  

Чтобы спаять схему по новой технологии, вам понадобится соеденить отдельные участки металосодержащей субстанции в цельную проводку, через которую будет проходить электрический ток.

В отличие от традиционного метода, где не обойтись без высокой температуры, то по новой технологии не нужно нагревать металл до температуры плавления, ведь новая технологий предполагает использование листов, изготовленных из силиконовой резины, пронизанные множеством вкраплений фракций жидкого металла.

Например, если провести по такому листу кончиком ручки, то капсулы полопаются и пролившийся из них жидкий металл сольётся в один цельный участок на вашей микросхеме.  

В исследованиях используется высокопроводящий эвтектический сплав индия и галлия, который переходит в жидкое состояние при температуре 15,5°. В силиконовые листы вмонтированы капли этого сплава диаметром 100 нм, что является одной миллиардной метра. Кроме того, микросхемы, спаянные новым способом также могут служить в качестве антенны для получения радиосигналов.

«Антенны можно будет делать одним росчерком пера», - говорит Дайки.  

Традиционные микросхемы состоят из медных проводков, выполненных на  жёсткой изолированной от электричества керамической подложке. Создание традиционных микросхем предполагает сложный производственный процесс, состоящий из множества этапов. Кроме того, они проектируются строго под заданные цели, в то время как новые «мягкие» платы можно нарисовать буквально за несколько минут исходя из «оперативной необходимости».

«Мы живем в мире, в котором нас окружают мягкие, пластичные материалы. Трудно представить себе, чтобы у нас было негибкое тело или одежда, - говорит Дайки. - Большинство же электрических устройств создано из низкопластичных материалов, и они не совсем вписываются в наш «мягкий» мир.

У традиционной технологии есть ещё один недостаток - при деформации непластичные микросхемы часто выходят из строя. Только вспомните, сколько мобильных телефонов у вас сломалось от механических увечий. А интегральные платы, которые делаем мы, наоборот, мягкие и могут принимать любую форму».

Мягкие электрические платы можно легко разрезать на кусочки любой необходимой вам формы, говорят исследователи. Присоеденить к ним такие «жёсткие» объекты, как, например, лампочки, тоже не составляет большего труда: просто нужно завернуть лампочку в эластичную электроплату.

В инновационном подходе, правда, есть и свои минусы: капли жидкого металла могут произвольно спаиваться между собой под воздействием чрезмерного давления извне. Как выход из ситуации, учённые предлагают покрывать листы клеем после того, как пользователь нарисовал на них необходимую ему микросхему: клей высыхает, предотвращая возможность неожиданной спайки.

Ещё одной слабой стороной нового подхода к созданию микросхем является то, что ширина создаваемых ручкой проводков не может быть тоньше, чем кончик самой ручки: написанные проводки будут шире, чем на обычной микросхеме.  

Разработчики новой технологии также отмечают, что тонкие более линии можно провести при помощи лазера, но в таком случае процесс изготовления микросхемы будет уже не таким простым.

«Как бы там ни было, но многое ещё только предстоит сделать, чтобы производство новых микросхем было экономически выгодным, - отмечает Дайки. - На сегодняшний день мы можем лишь проиллюстрировать то, в чём заключается сама идея нового подхода в производстве интегральных микросхем».