'Vouwkunst bruikbaar om 3d-structuren micro-elektronica te maken'

Een promovendus aan de Universiteit Twente stelt voor om vouwtechnieken te hanteren bij het maken van micro-elektronica. Hiermee zouden driedimensionale ontwerpen op microniveau te realiseren zijn. Hij liet zich inspireren door de Japanse vouwkunst Origami.

Momenteel zijn toepassingen van micro-elektronica vooral tweedimensionaal, al gaan steeds meer technologiefabrikanten over op driedimensionale ontwerpen, zoals gestapeld geheugen en 3d-transistors. Naast voordelen als een kleinere omvang, kunnen er andere voordelen zijn om van 3d-ontwerpen gebruik te maken, bijvoorbeeld voor een efficiëntere lay-out. Volgens Antoine Legrain, promovendus aan de Universiteit Twente, is vouwen een van de meest elegante manieren om 3d-structuren te maken.

In een proefschrift stelt hij dat technieken van de Japanse vouwkunst Origami toegepast kunnen worden voor elektronica en mechanica op macro- maar ook op microniveau. Voor dit laatste demonstreerde hij dit met structuren met een diameter van 0,2 millimeter. "Ik gebruik oppervlaktespanning van vloeistoffen voor het vouwen van microstructuren", zegt Legrain. "Dit doen we door kleine druppels water te verdampen. De druppels worden aangebracht op flexibele structuren, die daardoor samenvouwen. Als we het goed ontwerpen, blijft na de verdamping de structuur gevouwen doordat onderdelen tegen elkaar blijven plakken."

Het aanbrengen van de druppels gebeurt met een injectienaald, wat een obstakel is voor productie op grote schaal. Het lukte Legrain echter ook druppels via een microkanaal op de te vouwen structuur aan te brengen. Deze methode zou meer toekomstperspectief voor massaproductie hebben. Daarnaast lukte het hem om een houder met duizenden linten onder te dompelen in water en te laten drogen, om ze in één keer te vouwen.

Dit zou van belang zijn bij onderzoek naar elektrische verbindingen naar beweegbare delen. "We denken dat het mogelijk is op dezelfde manier complexere structuren te vouwen, maar dit vergt nog veel vervolgonderzoek", besluit Legrain. Zijn proefschrift heet ‘Elastocapillary Self-folding of micro-machined Structures, capillary Origami’ en hij voerde zijn promotieonderzoek uit bij de TU Delft-faculteit EWI en de groep Transducers Science and Technology van het MESA+-instituut voor nanotechnologie van de Universiteit Twente.

MIT-onderzoekers doen ook onderzoek naar het buigen van materialen voor mems-hardware. Ze maken gebruik van structurele spanningen in silicium, die zich voordoen als het materiaal bewerkt is. Met een algoritme berekenden de onderzoekers de mechanische spanning die nodig is voor het in de gewenste vorm buigen van de structuren.

Reacties (7)

[GewoonWatSpulle]

Efficiëntere layout is één ding maar voordeel is dat met litografie er "even een paar chips" gemaakt worden en dat zie ik nu nog niet zo 1.. 2.. 3.. gebeuren met dit soort ontwerpen, "even controleren" lijkt me hierbij een stuk intensiever worden.

Edit: Ik dacht dat ASML er een keer een artikel over had dat ze foto's maakte voor kwaliteit controle van chips.

[Reactie gewijzigd door GewoonWatSpulle op 23 juli 2024 20:18]

[Foxhill]

Dat er een EWI in Delft is, betekend niet dat de Universiteit Twente geen faculteit heeft met deze naam.
Zie onderaan deze pagina: http://www.utwente.nl/nie...gie-met-origami-vouwkunst

[VickyNick]

Klinkt wel als een gave techniek om nog meer transistortjes op silicium te krijgen. Ik ben wel benieuwd wat dit betekend voor de yield en betrouwbaarheid van de geproduceerde IC's. Dit is nogal van invloed ook of dit in de praktijk economisch haalbaar is voor chipbakkers

[kimborntobewild]

... al gaan steeds meer technologiefabrikanten over op driedimensionale ontwerpen, zoals gestapeld geheugen en 3d-transistors.

Goh... Het wordt dus al toegepast. En dat terwijl ik hier op tweakers een paar jaar geleden nog de wind van voren kreeg toen ik riep waarom ze chips niet 3D gingen maken i.p.v. 2D. Nee, dat kon niet... ben je mal! Hoe kan je zoiets bedenken: het zou dan allemaal veel te heet worden, en niet meer te koelen zijn!

[Reactie gewijzigd door kimborntobewild op 23 juli 2024 20:18]

[Soggney]

Het is niet omdat er origami staat, dat er ook papier mee bedoeld word. Andere materialen vouwen ook. In dit geval, micro componenten die dmv water te verdampen zichzelf vouwen.