Малый исследований, большой удар - Scale - Упаковка - Технический

Многие из новых и новых технологических областях, которые будут иметь большое влияние на нашу жизнь дело с постоянно уменьшении их размеров.

Такие мелкие сооружений и устройств реального и потенциального применения во многих областях, и обладают потенциалом коренным образом изменить нашу жизнь. Приложения включают биомедицинских устройств, таких как диагностическое оборудование, интеллектуальные искусственных органов и хирургические инструменты на микро-уровне. Фотоника Microsystems приложения включают многих различных областях, таких как телекоммуникации, оптическими хранения и передачи данных, дисплеи, и многие военные наблюдения, обнаружения и связи. Например микро-электромеханические системы (MEMS) представляют собой небольшие машины, как правило, выгравированы на кремниевых чипов, и порядка 10-06m в размерах. MEMS устройств включают двигатели, движущихся микрозеркал, гироскопов, сопел и многих других небольших устройств. Совсем недавно, даже мелкие структуры были предложены по шкале Nano (10-09М).

Однако Существуют серьезные проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем многие из этих потенциальных приложений может быть в современных условиях. Эти препятствия включают разработку понимания новых и существующих свойств материалов на этом очень небольших масштабах. Поведения материалов при этом небольшом масштабе существенно отличается от, что в "нормальном" уровне. Есть также проблемы с пониманием относится к надежности мелких устройств и сооружений. Несоблюдение режима и отказа механизмов на малых масштабах может быть полностью отличаются от тех, в более широких масштабах. Наконец, Есть принципиальные трудности, изготовления, сборки, упаковки и тестирования мелких устройств. Большинство научных исследований и разработок усилия были направлены на доказательство концепции и по функциональности и производительности устройства.

Тем не менее, упаковки, изготовление и монтаж научные исследования и разработки имеют важнейшее значение для многих из этих приложений, чтобы созреть и превратить его в основной продукции потребителю.

Понимание поведения новых материалов и структур малого, требует разработки новых моделей интеллектуального проверить эти новые материалы и конструкции. Это междисциплинарных областей исследований, что включает в себя большинство областях техники и науки (см. таблицу выше ключевых событий, которые необходимы для разработки некоторых из этих моделей.)

Во многих случаях, моделирования и методологии, необходимые для мелкомасштабных структур не существует, и необходимо развивать. Моделирование инструментов для крупномасштабного поля упаковки электроники достаточно хорошо развита. Подобные средства не существует для мелких структур, даже сравнительно крупных структур, таких как устройства MEMS. На экспериментальной стороне, Есть много больше проблем в измерении мелкомасштабных структур по сравнению с относительно более крупные структуры, которые происходят в области электроники пакетов. Измерительные механические и термические реакции 1E-06m устройства MEMS создает значительно больше проблем, чем соответствующие измерения на 4 см электронного модуля, или даже 30 мм шарик припоя.

Требуется подход будет заключаться в интеграции научных исследований и разработок как в научных кругах и в промышленности. Программы научных исследований необходимо сосредоточить внимание на разработке новых алгоритмов моделирования и экспериментальных приборов, специально предназначенных для мелких измерений требуется. Исследования должны руководствоваться как академический интерес в новых фундаментальных явлений, а также промышленных потребностей в разработке новых продуктов и процессов. Общая цель будет заключаться в разработке всеобъемлющих количественных моделей, которые проверяются на экспериментальных измерений. Это позволит целое новое поколение технологий и продуктов. Риски и вызовы в этой области очень велики, но велики потенциальные выгоды.

Bahgat Sammakia является профессором машиностроения в университете штата Нью-Йорк в Бингамтоне и директор Комплексной университета электроники центр.