Her kan studenter bygge sine egne skjermkort
Og det skjer midt i Oslo.
Elektronikklab
I en av hovedstadens eldre bygninger, på den ærverdige beste vestkant, sitter det til daglig en hel gjeng unge mennesker og bygger høyteknologiske dingser fra grunnen av. Det dreier seg ikke om en eller annen hemmelig, eksklusiv elite-klubb – vi har bare besøkt Institutt for Fysikk på Universitetet i Oslo.
– Her monterer vi komponenter på kretskort, og kan lodde av defekte komponenter. Der er blant annet på denne vi har satt sammen alle kretskortene til Cubestar-satelitten som skal skytes opp i 2014, forteller Tore André Bekkeng, og viser oss monteringsroboten på elektronikklaben til instituttet.
Avanserte kretser
Elektronikklaben inneholder en rekke maskiner, og Bekkeng forteller til Hardware.no at hele produksjonslinjen i prinsippet likner på teknologien som benyttes til produksjon av skjermkort – om enn litt tregere.
Roboten er nemlig bare andre stopp, etter at det først har blitt strøket loddepasta på et kretskort i et forhåndsbestemt mønster.
Etter at roboten har stukket bittesmå transistorer eller brikker med drøssevis av bein ned i denne pastaen, bærer det videre til noe som kalles en dampfaseovn.
Her varmes kretskort, pasta og komponenter helt uniformt opp til 230°C, av en spesiell kjemikaliedamp.
– Det kan høres varmt ut, men den er finjustert til at komponentene ikke skal ta skade. Ved 230 grader kan brikkene ligge i 10 – 20 sekunder før det går galt, mens samme tid i 245 graders varme kunne tatt knekken på dem, forteller Bekkeng.
Kan brukes til reparasjoner
Roboten kan også benytte punktvarme på både over- og undersiden av kretskort. Dermed kan den lodde av og på enkeltkomponenter, uten at kretskortene må dampes i ovnen.
– Hvis du har en defekt grafikkprosessor på skjermkortet ditt, kunne roboten for eksempel byttet ut denne med en ny, forklarer Bekkeng, som studerer til en doktorgrad ved instituttet.
Det er i utgangspunktet fritt frem for å bruke maskinen, så sant man har behov for det. Bekkeng forteller dog at det først på mastergradsnivå at studentene lager såpass avanserte kort at denne maskinen er nødvendig.
Platespiller til innføringskurs
For studentene som er i ferd med å lære seg de mer grunnleggende ferdighetene, har de en manuell sak de benytter istedet. Den ser litt ut som en gammeldags platespiller, med en mekanisk arm hengt fast på seg.
Vi blir imidlertid forsikret av Bekkeng om at den like fullt er langt mer presis enn hva som lar seg gjøre med en pinsett og stødige hender.
– Når vi har innføringskurs kan det bli rundt 10 personer her inne, og da er det greit å ha litt av dette enklere utstyret stående fremme, forteller han.
– Men noen må fortsatt klare seg med loddebolter, avslutter Bekkeng.
Det er ikke bare montering av halvledere de driver med på UiO:
Bli med over på neste side for å se på hvor de lager selve transistorene »
MiNaLab
Et stykke unna universitetsområdet på Blindern ligger Forskningsparken. Der ligger det flere mer eller mindre anonyme bygninger, med er desto mer interessant innhold. Fra elektronikklaben går ferden til en av disse, merket med «MiNaLab».
Dette står for mikro-nano-laboratorium, og er stedet hvor både Universitetet i Oslo og SINTEF driver forskning på, og fremstilling av, halvledere. Dette er byggesteinene for all moderne teknologi, og slikt arbeid stiller blant annet ekstremt strenge krav til renhet.
Renere hos Intel
– Luften i vårt renrom inneholder inntil 100 000 partikler per kubikkmeter. Hos Intel har de ganske mye renere luft i sine renrom, og SINTEF sitt inneholder bare inntil 10 000 partikler per kubikkmeter, forteller førsteamanuensis Lasse Vines, som jobber i fysisk institutts gruppe for halvlederfysikk.
– Selv om det kanskje høres mye ut, inneholder normal luft mange millioner partikler. Hvis man skal lage prosessorer må man ha det ekstremt rent, ellers blir hele prøver regnet som ødelagt. Vi har det også svært rent, men er mer fleksible, som skyldes at vi driver med grunnforskning og fremstiller materialer, forteller han.
På veggene henger plansjer som i nitidig detalj forklarer hvordan en prosessor er konstruert, så vel som de forskjellige egenskapene til halvledende materialer under forskjellige forhold. Vines viser oss også rundt i de andre laboratoriene rundt renrommet, hvor det forskes på hvordan forskjellige materialer reagerer på alle slags påvirkninger.
Skyter atomer frem og tilbake
– På optikklaben ser vi på hvordan materialer reflekterer og slipper gjennom lys. Vi har også en elektronikklab med en solsimulator, hvor vi undersøker hvordan stoffer reagerer på sollys, som blant annet er nyttig til forskning på solceller, forklarer han.
– Vi jobber også med det som heter kjemisk karakterisering av materialer. For eksempel, hvis du bytter ut et silisiumsatom med et fosfor-atom vil du få et materiale med helt egne egenskaper. Her skyter vi vekk atomer fra overflaten av en prøve, og finner ut nøyaktig hvilke stoffer prøven inneholder, sier Vines.
Ved hjelp av en diger ion-akselerator, som kan skyte grunnstoffer inn i en prøve, kan forskerne introdusere fremmedelementer i en prøve. Slik kan de finne ut akkurat hva som skjer hvis man for eksempel dytter noen fosforatomer inn i et stykke silisium – grunnelementet i de fleste moderne prosessorer.
Lager transistorer fra bunnen av
Litt lengre inn på renrommet finner vi et avlukket område med helt gult lys. Dette er litografilaboratoriet, hvor man ved hjelp av elektronstråler kan lage transistorer fra bunnen av.
– EB-litografi lager svært fine baner i materialet. Dette bruker blant annet studenter som er på bachelornivå, for å lage transistorer som del av et eget kurs de tar, forklarer Vines.
Hardware.no har vært på besøk flere steder på fysisk institutt, for å finne ut hva de har av spennende teknologi.
De nærmeste ukene vil vi publisere flere artikler herfra.
Utenfor landets grenser finnes det enda mer avansert maskineri:
Les om hva vi fant da vi besøkte hovedkvarteret til Nvidia »
