Płyty główne

Samonaprawiające się ścieżki elektroniczne

Rewolucja w elektronice

Pracownicy Uniwersytetu z Illinois opracowali technologię samonaprawiających się ścieżek w układach elektronicznych. Dzięki temu będą one odporniejsze na naprężenia, które prowadzą do mikropęknięć ścieżek łączących poszczególne podzespoły, a w efekcie do utraty przewodnictwa i uszkodzenia układu.

Pracownicy Uniwersytet IllinoisCoraz bardziej skomplikowane układy elektroniczne wymuszają stosowanie coraz większej liczby ścieżek, które służą do komunikacji. Ścieżki są coraz mniejsze i coraz bardziej podatne na uszkodzenia. Drugim nie mniej istotnym problemem są uszkodzenia mechaniczne, które pojawiają się jako pęknięcia ścieżek.

Przerwa blokuje przepływ ładunku, a w efekcie prowadzi do uszkodzenia urządzenia. Ze względu na niewielką skalę tych uszkodzeń, a także trudność w wykryciu miejsca gdzie uszkodzenie nastąpiło, naprawianie elektroniki nie jest brane pod uwagę. Po prostu zastępuje się ją nową.

Takie podejście do problemu jest bardzo powszechne w przypadku zintegrowanej elektroniki czy baterii, gdzie dostęp do wnętrza jest w zasadzie niemożliwy. A skoro i tak ludzie wymieniają elektronikę, to przy okazji wprowadza się nowe modele. W przypadku zastosowań konsumenckich (różnorodne gadżety) wymiana elektroniki odbija się więc na kieszeni użytkownika, ale na szczęście nie jest trudna. Gorzej jeśli problem dotyczy na przykład urządzeń wysyłanych w Kosmos lub stosowanych w zastosowaniach militarnych.

Samonaprawiająca się ścieżka

Zapewnienie niezawodności przede wszystkim takim urządzeniom przyświecało pracownikom Uniwersytetu z Illinois. Opracowali oni technologię, która pozwala w mgnieniu oka na wyeliminowanie przerw w ścieżce w przypadku jej pęknięcia w wyniku naprężenia płytki drukowanej. Postanowili oni pokryć złote ścieżki stosowane w układach scalonych materiałem zawierającym niewielkie mikrokapsułki (średnicy około 10 mikrometrów). Wewnątrz nich znajduje się ciekły metal (mieszanina galu i indu), który w przypadku uszkodzenia ścieżki wycieka z kapsułek i szybko uzupełnia mikropęknięcia.

Eksperymenty pokazały, że w 90% przypadków udało się przywrócić 99% pierwotnej sprawności uszkodzonym układom elektronicznym. To bardzo dobry rezultat, zwłaszcza że proces samonaprawiania nie wymaga żadnej interwencji. Naprawa następuje także bardzo szybko (około 100 mikrosekund), przez co ewentualne uszkodzenia mogą dla użytkownika być całkowicie niezauważalne.


Scott White opowiada o wynalazku

Stosowanie samonaprawiających się ścieżek ma wiele zalet. Przede wszystkim zmniejsza nakłady na serwisowanie w przypadku uszkodzenia. Wykrycie miejsc mikropęknięć przy bardzo zintegrowanej elektronice może być bardzo trudne. Kolejna zaletą jest zmniejszenie kosztów i eliminacja potrzeby wymiany urządzeń, a to korzyść również dla zwykłych konsumentów.

Ciekawe jednak jak na ten ostatni argument zapatrują się producenci elektroniki? Zdaniem tworców samonaprawiających się ścieżek, firmy elektroniczne nie będą unikały stosowania takich rozwiązań, gdyż każdy kto zrezygnuje z innowacyjności będzie odstawał od czołówki. Życiowa praktyka zmusza nas jednak do umiarkowanego optymizmu.
 

Więcej o rozwiązaniach pchających technologie naprzód:

Źródło: University of Illinois, BBC

produkt roku 2011/12

Komentarze

39
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Konto usunięte
    18
    Niezawodnosc? Tylko w wojsku, w innych miejscach mamy obowiazkowy rozpad kontrolowany do ostatniego dnia gwarancji.
    • avatar
      hideo
      7
      podobnie jak ROHS (wyeliminowany z lotnictwa czy sprzętu wojskowego), to te samonaprawianie będzie stosowane może tylko w lotnictwie czy wojsku, dla reszty to nie może wejść w życie bo produkcja i zbyt towarów by upadł mocno gdyby elektronika przestała się psuć (przykładowo wyeliminowanie ołowiu kilka lat temu z połączeń spowodowało większą awaryjność kart graficznych i konsoli szczególnie xbox360 bo połączenia z czasem przestają przewodzić przy częstych zmianach temperatur), więc nie wierzę by samonaprawianie weszło dla domowych użytkowników w życie ale gdyby tak było to pod pewnymi względami byłoby super (koniec męki z wieloma marnymi serwisami) pod innymi gorzej (mogłoby spowodować wolniejszy rozwój elektroniki bez ciągłego dopływu dużej gotówki do producenta z czego pewną część przeznacza się na projektowanie nowych układów i rozwiązań)
      • avatar
        Irrlicht
        3
        Miałem kiedyś telewizor, który był w ponad 99% sprawny. Miał jeden zimny lut i po włączeniu zaczynał działać jak miał humor. Czasem od razu, czasem po pół godzinie, czasem następnego dnia.

        Ten wynalazek może mieć jeden ciekawy efekt uboczny. Jak się GaIn rozpełznie nie tam, gdzie trzeba (a ten stop dość łatwo zwilża wszystko co popadnie), to zwarć narobi.
        • avatar
          Konto usunięte
          1
          Nie wiem czy to dobry pomysł, bo gdyby taki metal wylał się na inne ścieszki a nie na jedną to by zrobił zwarcie.
          • avatar
            bchrubas
            0
            Wszystko fajnie, pomysł super ale na ile to podniesie koszty produkcji? O ile wojsko czy projekty "kosmiczne" nie muszą sie przejmować kosztami o tyle cywile zwykle kierują się ceną :-)
            • avatar
              0
              Co nam z tego przy braku trwałości lutów - zmniejszona ilość ołowiu. Kiedyś luty mogły pracować, teraz bardzo szybko "puszczają" - brak elastyczności.

              Polecam link - http://www.youtube.com/watch?v=QPPW8KM7eEU&feature=player_embedded - zaplanowana nieprzydatność.

              Już niedługo płyty główne w wersji RoC - kolejna ko(s)miczna technologia na naszej szarej planecie.
              • avatar
                kopczenko
                0
                Ja czekam az takie cos wprowadza ale zamiast reballingu by sie samo lutowalo :D
                • avatar
                  gambiter
                  0
                  ja miałem monitor lg zepsuł sie 2 dni przed upływem 2 letniej gwarancji miałem fuksa...
                  'jak się coś ma zepsuć to się zepsuje w najmniej odpowiednim czasie' tak powiedział More...
                  • avatar
                    Silver
                    0
                    Jednak sprzęt dalej będzie się psuł przez zimne luty...
                    • avatar
                      pablo11
                      0
                      Ja tez nie wiem czy to dobry pomysł. Jeśli nam się ścieżka spali z powodu jakiegoś zwarcia to nie przedłuży to raczej pracy urządzenia a może powodować następne zwarcia. Które mogą mieć przykre skutki. Już nieraz było głośno o palących się telewizorach. Co do zlewania się ścieżek to nie byłbym taki pewien bo ścieżki mają odpowiednie odległości a ponadto są zazwyczaj zabezpieczone materiałem sztucznym by zwarcie z zewnątrz nie było możliwe. Zauważcie że np. na płycie główniej nie ma gołych ścieżek.
                      • avatar
                        wildthink
                        0
                        Nikt nie będzie zainteresowany takim wynalazkiem, oprócz klientów. Producentom to zależy raczej by klient często zmieniał sprzęt.
                        • avatar
                          Ari93
                          0
                          czy mi sie wydaje... czy ja juz chyba 3 raz o tej technologii czytam na benchmarku? ^^
                          • avatar
                            Konto usunięte
                            0
                            wiesz po prostu jest pare wersji tych kapsulek ;p jedna jest stosowane w lotnictwie "samouszczelniajace sie zbiorniki paliwa" druga to to co pisze w newsie ,czytalem takze o podobnych kapsulkach które zawierają lakier/farbe danego koloru i po porysaniu powierzchni maskuja one ryse ;p kapsulek jest masa tylko srodek inny w srodku ;p