使用弹簧和胶水代替焊锡作为电脑芯片之间的连接剂，电子行业的头号浪费习惯之一就将得以终结，来自帕洛阿尔托研究中心（Palo Alto Research Center，PARC）及甲骨文公司的研究员们说。

　　“整个工业都基于不可再加工的焊锡和胶带等技术，”来自PARC的尤金•周（Eugene Chow）解释说，“如果由数个芯片组成的模块中有一个芯片在你将它们焊接完毕之后出故障的话，你就只能扔掉整个模块。”

　　弹簧板：金属弹簧使电脑芯片与电路板之间的连接成为一个可逆过程，能够替换一个坏掉的芯片而不用抛弃整块电路板。

　　来源：PARC

　　周和他的同事正在完善一种替代方法。他们构建一个由微型弹簧组成的表面，在芯片重量的作用下轻微压缩，当两个表面被粘合到一起之后，就形成稳定、安全的电连接。“你可以通电测试，如果工作良好，就继续完成最后的粘合固定，”周说，“如果有问题，只需要更换坏掉的内核就可以了。”

　　目前，合作小组的成员正在为超级电脑或高端服务器所用的高性能处理器设计他们的弹簧方案。这些芯片被密集封装起来联合工作，称为多芯片模块。此类模块中的处理器需要紧密封装在一起，以提高相互间的信号传输速度。

　　“当然，我认为该方法势必也会应用于低端产品，”周表示，“最终这将出现在高端手机中——大家都想在每件东西里多塞几个芯片，而这个方法会大展拳脚，因为间距（连接点之间的水平距离）能做得非常小。”与焊锡连接必需的几十微米间距相比，该小组展示的弹簧连接可以缩减至6微米。

　　这些微型弹簧是一些从基质上翘起来的扁平金属片，芯片就固定在基质下。“从根本上来看，这是你能想象出最简单的弹簧了。”周说。弹簧的建造始于为基质添加一层钛金属。在此之上，弹簧材料被沉积到顶层使之紧绷。在蚀刻掉下面的钛之前，用光刻法勾勒出许多弹簧的轮廓。

　　“表面张力使得弹簧自然弹起，”周说，“这种构筑三维结构的方法简洁漂亮。”完成的弹簧表面覆上一层金，以增加强度并改善导电性。制造商必须设计好弹簧的分布，使其能和芯片的触点相匹配。基质表面的蓝宝石球或其它桩形结构与芯片的凹槽相契合，以保证二者位置正确。

　　上个月，周和他的同事们在拉斯维加斯举行的电子元件及技术会议上展示了他们的成果。他们使用甲骨文公司的一个测试芯片，模拟高端处理器的电气和热效应，该方法成功运行。“这是用来评估已完工模块的测试器。”周解释说。这块测试芯片含有接近4000个180平方微米的单元，每一个都含有温度计、测量芯片在该部位供能情况的传感器，以及一个加热器，使芯片散发的热量与高能耗处理器全功率工作时一样。

　　加州大学欧文分校的电子工程和计算机科学教授李勤（Chin Lee，音）说，寻找替代焊锡的另一个原因在于，它即将成为该行业制造更小型设备的障碍。“替代材料是必需的，因为焊锡的体积无法再缩小了。”勤说。

　　制造商可以比焊锡更精确地摆放电子弹簧，而且还能增强性能，例如通过更紧凑地安排芯片，周说。在制造更高速芯片的竞赛中，他说，芯片制造商通常会忽略各个部件连接和封装的方式。“这片领域没有那么风光，”周说，“大家都只关注晶体管和部件，但封装往往是性能的真正瓶颈。”

　　宾汉姆顿大学的小尺寸系统集成与封装中心的巴赫贾特•萨玛琪雅（Bahgat Sammakia）表示赞同。“或许你拥有全世界最好的技术，但离开了封装，你就无法发挥它们的最大性能。打开成品系统的创新之门正是我们的目标。”

　　萨玛琪雅说，尽管研发新颖的芯片封装方式很有价值，但最终决定某个方案是否成功的依然是市场。“总会有解决问题的办法，但这些办法不一定适宜商业化。”

　　PARC的业务部主人珍妮弗•恩斯特（Jennifer Ernst）说，商业前景的预计直接影响到该项目的发展。“我们的首要任务是将它投产。”她说。她提到，这些弹簧制作简单，只需要几层金属和标准的沉积与蚀刻流程。“目前我们在自己的工厂中制造这些弹簧，但投入商业化规模生产后，成本有望变得具有竞争力。”她说。