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Microelectrónica
Soldaduras Electrónicas
4 de Septiembre de 2003.
 La
compañía Intel prepara su nuevo chip microprocesador. Un nuevo reto para
los ingenieros que deben “empaquetar” cada vez más circuitos y
componentes en un espacio más reducido. Expertos de la School of
Engineering and Applied Sciences, de la University at Buffalo, están
colaborando para resolver los problemas que se encontrarán los
diseñadores.
La principal tarea de estos investigadores reside en ayudar a reducir el
tamaño de los dispositivos electrónicos, incrementar su velocidad y
prolongar su vida útil. Intel está utilizando la experiencia del
laboratorio de la UB para su próximo procesador Pentium, pero no es la
única compañía que lo hace. Los ingenieros de la universidad trabajan
para eliminar los cuellos de botella a los que se enfrenta la industria,
y que impiden el desarrollo de sistemas y productos revolucionarios,
como los dispositivos bioelectrónicos implantables, los ordenadores a
escala nanométrica, etc. De estas áreas podrían surgir productos tales
como teléfonos celulares y ojos electrónicos especiales que trabajarán
dentro del cuerpo humano, comunicándose directamente con la zona del
cerebro que se ocupa de la audición y la visión.
Cemal Basaran y Alexander Cartwright, de la UB, están trabajando en un
diseño revolucionario de los puntos de soldadura que conectan
componentes y circuitos. Una alta densidad de corriente eléctrica y el
calor producido por los circuitos a lo largo del tiempo rompe las
soldaduras, provocando frecuentes fallos en los sistemas. Este problema
también afecta a los “paquetes electrónicos” más pequeños y rápidos, y
limita su construcción. De hecho, los puntos de soldadura son el mayor
cuello de botella y una fuente de fallos en la microelectrónica. El chip
como tal no tiene por qué fallar, es suficiente que lo haga el punto
donde éste interactúa con la placa. Si las interconexiones y los
contactos pudieran operar con la misma velocidad y fiabilidad que los
chips, los ordenadores serían mucho más rápidos y fallarían raramente.
Basaran y Cartwright han estudiado la relación entre la alta densidad de
la corriente eléctrica y la degradación mecánica en las soldaduras de
contacto. Para ello han medido la tensión sufrida por las soldaduras
mediante un avanzado sistema llamado interferometría moiré, detectando
las transformaciones que tienen lugar. Por ejemplo, la electromigración
de la soldadura, donde el material se desplaza lentamente hacia la
placa, creando huecos. Cuando existen muchos de estos huecos, la
corriente eléctrica se ve obligada a encontrar nuevas formas de viajar
dentro de la soldadura, o los electrones se ven atrapados entre ellos.
Son defectos que aceleran la degradación del sistema y el posterior
fallo de la pieza.
Para aliviar estos problemas, los ingenieros han empezado a entender las
propiedades mecánicas de materiales alternativos, como la soldadura sin
plomo, o compuestos de cobre y estaño-plata.
Información adicional en:
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