ШТА ЈЕ СЛЕДЕЋЕ; Обожаваоци величине зрна песка могу једног дана цоол компјутери



АС процесори на персоналним рачунарима постају моћнији, такође постају топлији. Сада се на видику може наћи алтернатива великим, бучним вентилаторима потребним за распршивање те топлоте.

Тим машинских инжењера са Универзитета Колорадо у Боулдеру направио је вентилатор са осам лопатица не већи од зрна песка. Вентилатор, креиран на површини силицијумског чипа, подсећа на дечји точак. Толико је мали да би 3.000 вентилатора могло да се спакује у кубни инч, са простором за још 300 у малом.

Микровентилатори ће једног дана моћи да хладе транзисторе натрпане на компјутерским чиповима или да покрећу платформе величине прашине док лебде у ваздуху вршећи надзор или надзор атмосфере. Они такође могу постати део чипова који се користе за анализу течности које се морају кретати око сваког чипа, као, на пример, у преносивим комплетима за анализу крви.

Микровентилатор је пример технологије која се зове МЕМС, скраћено за микроелектромеханичке системе или минијатурне машине.

Склоп лопатица за вентилатор је направио Паул Е. Кладитис, дипломирани студент машинства који је специјализован за МЕМС на Универзитету Колорадо. Користио је микрокапљице лема, исто једињење калаја и олова које се користи за спајање комада метала за електричне поправке, да подигне и постави лопатице вентилатора даље од силиконског чипа од којег су направљени.

Осам лопатица, од којих је свака мања од пола милиметра, расклапају се у круг око малог мотора, повезаних са мотором силиконским тракама које функционишу као шарке. Мали квадрати злата налазе се са обе стране сваке шарке.

Техника користи површински напон растопљеног лема за подизање оштрица у ваздух. „Постављам капљице лема преко златних јастучића са обе стране шарке и топим капљице загревањем на лабораторијској рингли“, рекао је господин Кладитис.

Како се лем топи, пријања за злато. Лем се шири преко јастучића, али се зауставља на силикону, површини за коју се неће придржавати. Како се лопта за лемљење топи, она истовремено покушава да смањи своју површину тако што се поново формира у сферу. Док то ради, савија шарке са њим, повлачећи сечива.

„Ова акција покушаја поновног формирања повлачи крила у положај лепезе“, рекао је он. Када се лем очврсне, формира се чврста механичка веза.

Рад г. Кладитиса финансира Агенција за напредне истраживачке пројекте одбране као део пројекта развоја технологије лемљења за употребу у склапању МЕМС-а.

Господин Кладитис, Рајан Линдерман и др Виктор Брајт описали су микровентилатор у раду представљеном на МЕМС конференцији Института за инжењере електротехнике и електронике у Интерлакену, Швајцарска, 25. јануара.

како рећи да ли је ЦПУ 64 битан

Једна особа која је чула за микровентилатор на конференцији био је др Луц Г. Фрецхетте, професор на одсеку за машинство на Универзитету Колумбија који ради на МЕМС моторима. „Ово је дефинитивно обећавајућа технологија“, рекао је он. ''Техника склапања лемљења омогућава јединствен начин прављења 3-Д структура.''

Већина микроструктура је направљена преношењем узорка на површину полупроводничке плочице помоћу светлости и киселине. Крила створена на тај начин на дебљој плочици би обично била урезана на површини и затим изложена киселином која иде право кроз силицијум до дубине која је потребна за крило, одсецајући нежељени силицијум. То оставља структуру на површини чипа.

Ова крила би стајала право горе, а не под углом. „Овде лем делује као полуга за повлачење структуре из онога што се налази унутар равни плочице – и може је повући под углом“, објаснио је др Фрешет. „Пропелер по природи жели да буде у три димензије. Због тога, техника нуди иновативне геометрије које треба узети у обзир.'

Методу површинског напона развили су средином 90-их др Ричард Р. А. Симс, професор микросистемске технологије на Империјал колеџу у Лондону и његов колега, др Ерик Јетман.

„Заиста тродимензионалне микроструктуре имају геометрију која садржи карактеристике чији узорак лежи изван равни плочице,“ рекао је др Симс. Такве структуре се обично склапају ручно, микромоторима који захтевају релативно велику површину чипа или овим методом лемљења.

„Овај метод омогућава структурама да се саставе одједном“, рекао је др Симс. Извор напајања - у овом случају, лемљење - се користи само једном, за покретање ротације и затим фиксирање делова на месту.

Др Симс, који наставља да усавршава методу, рекао је да ради са било којим материјалом који се топи на погодној температури и може бити компатибилан са остатком процеса.

„Демонстрирали смо то са топљивим јастучићима од лема, стакла или полимера, ротирајућим деловима од силицијума, бакра или никла“, рекао је он.

Др Симс тренутно користи ову методу за изградњу уређаја који обрађују снопове светлости или честица који путују паралелно са плочицом или који помажу у контроли електромагнетних поља. „Упркос једноставности процеса - у основи укључује само загревање у пећници - веома је прецизан,' рекао је он.

Господин Кладитис се сложио да метода омогућава прецизну контролу угла до којег лем повлачи сечиво. „Ако кажете да вам треба крило које се склапа под углом од 135 степени, ја ћу рећи: 'Користите ову количину лема и златне јастучиће ове величине, и имаћете тачно тих 135 степени', рекао је он.

У лабораторији Универзитета Колорадо, господин Линдерман је развио мотор који покреће микровентилатор. Девет актуатора у облику слова Л који се називају плочице за гребање, крећу се око обода мотора тангенцијално на центар, при чему је дно „Л“ у контакту са изолатором. Када напон покуша да повуче плочу надоле, плоча се нагиње и дно Л се креће напред.

„Сваки пут када ударите Л-облик напоном, плоча се сруши на површину покушавајући да се изравна, али не може“, објаснио је, „тако да врх Л мало гребе напред.“ ' Количина коју плоча гребе напред повлачи остатак склопа. Тренутни мотор може да се покреће око 180 обртаја у минути унапред и око 100 обртаја у минути. уназад.

Док се др Фрешет дивио иновативном раду који је ушао у микровентилатор, рекао је да ће структура имати ограничену снагу. „Није јасно да ли може да се окреће великом брзином и да издржи центрифугалне силе“, рекао је он.

Да би се обезбедило довољно ваздуха за хлађење моћних чипова будућности, низови вентилатора ће морати да се окрећу веома брзо, рекао је он. „Неки инжењеринг мора да прође пре него што се то деси“, додао је он.