Dimanta kompozītmateriāli nodrošina jaunu risinājumu pusvadītāju ierīču siltuma izkliedes problēmai.

23. janvārī Six, augsto tehnoloģiju materiālu uzņēmums, kas atrodas zem dimanta giganta Delbis, paziņoja par vara dimanta kompozītmateriāla palaišanu pusvadītāju ierīces siltuma izkliedei 22. janvārī, nodrošinot jaunu risinājumu pusvadītāju ierīču siltuma izkliedes problēmai.

 

Tiek ziņots, ka vara dimanta kompozītmateriāla, kas izdalās ar Six Element Six, apvieno divus materiālus, kuriem ir lieliska veiktspēja siltuma izkliedes jomā: vara, ko plaši izmanto pusvadītāju ierīces siltuma izkliedēšanā, un dimantam, kam ir lieliska siltumvadītspēja. Izmantojot unikālu procesu, šie divi materiāli ir lieliski apvienoti, lai panāktu līdzsvaru starp siltumvadītspēju un termiskās izplešanās koeficientu starp abām izejvielām, tādējādi sasniedzot nepieredzētu siltuma izkliedes efektu.

Tehniskā fona un principi

Pusvadītāju ierīces darbības laikā rada lielu siltuma daudzumu, un, ja tās nav savlaicīgi izkliedētas, tās var izraisīt ierīces veiktspējas samazināšanos, saīsinātu kalpošanas laiku vai pat bojājumus. Lai arī tradicionālajiem karstuma izkliedes materiāliem, piemēram, varam un alumīnijam, ir noteikta siltumvadītspēja, tie bieži cīnās, lai tiktu galā ar augstas veiktspējas pusvadītāju ierīču augsto termisko slodzi. Tāpēc ir īpaši svarīgi attīstīt jauna veida siltuma izkliedes materiālu ar augstāku siltumvadītspēju.

 

Vara dimanta kompozītmateriāli tika dzimuši, pamatojoties uz šo pieprasījumu. Tas apvieno varu, ko plaši izmanto pusvadītāju ierīces siltuma izkliedes jomā ar dimantu, kam ir lieliska siltumvadītspēja. Izmantojot unikālu procesu, šie divi materiāli ir lieliski apvienoti, lai panāktu līdzsvaru starp siltumvadītspēju un termiskās izplešanās koeficientu starp abām izejvielām, tādējādi sasniedzot nepieredzētu siltuma izkliedes efektu. Šī materiāla siltumvadītspēja ir daudz augstāka nekā tīra vara, kas var efektīvi samazināt pusvadītāju ierīču darbības temperatūru un uzlabot to veiktspēju un uzticamību.

 

Tehniskās īpašības un priekšrocības

1. Augsta siltumvadītspēja:

Vara dimanta kompozītmateriālu siltumvadītspēja ievērojami pārsniedz tīra vara, un tā pat var sasniegt vairāk nekā 1000 masas. ierīču stabila darbība.

 

2. Zema termiskās izplešanās koeficients: Dimantam ir zema termiskās izplešanās koeficients, kas vara mainās vara dimanta kompozītmateriālu lieluma maiņai, mainoties temperatūrai, kas veicina aprīkojuma stabilitāti un uzticamību.

 

3. Izcilas mehāniskās īpašības: dimanta apveltītā vara dimanta kompozītmateriālu augstā cietība un izturība ar lieliskām mehāniskām īpašībām, piemēram, nodiluma izturību un trieciena pretestību, ļaujot tām saglabāt stabilu sniegumu skarbā darba vidē.

 

4. Laba apstrādes veiktspēja: vara dimanta kompozītmateriāli, kas sagatavoti, izmantojot unikālus procesus, ir laba apstrādes veiktspēja, un tos var viegli apstrādāt dažādās formās un izmēros siltuma izkliedes ierīcēs.

 

Pieteikuma lauki un perspektīvas

Vara dimanta kompozītmateriālu materiāliem ir plašas lietojumprogrammu izredzes vairākās jomās, pateicoties to lieliskajai veiktspējai:

 

1. Augstas veiktspējas skaitļošanas (HPC)/AI mikroshēmas: Ar straujo mākslīgā intelekta un lielo datu tehnoloģiju attīstību katru dienu palielinās pieprasījums pēc augstas veiktspējas skaitļošanas mikroshēmām. Vara dimanta kompozītmateriālu augstā siltumvadītspēja padara tos par ideālu karstuma izkliedes materiālu šīm mikroshēmām.

 

2. RF jaudas pastiprinātājs: RF jaudas pastiprinātājiem ir plašs lietojumu klāsts bezvadu sakaru, radara un citos laukos. Sakarā ar augsto darba biežumu un lielo jaudu, siltuma izkliedes problēma ir īpaši pamanāma. Vara dimanta kompozītmateriāli var efektīvi atrisināt šo problēmu un uzlabot RF jaudas pastiprinātāju veiktspēju un uzticamību.

 

3. Jaudas pārveidotājs: jaudas pārveidotājiem ir liela nozīme elektroniskajās sistēmās. Tā karstuma izkliedes veiktspējas kvalitāte tieši ietekmē visas sistēmas stabilitāti un efektivitāti. Vara dimanta kompozītmateriālu izmantošana palīdzēs uzlabot enerģijas pārveidotāju siltuma izkliedes veiktspēju, tādējādi uzlabojot kopējo sistēmas veiktspēju.

 

4. Augstas jaudas pusvadītāju lāzeri: Augstas jaudas pusvadītāju lāzeriem ir plašs pielietojums medicīnisko, zinātnisko pētījumu, rūpniecības un citās jomās. Siltuma izkliedes problēma vienmēr ir bijusi viens no galvenajiem faktoriem, kas ierobežo tā veiktspējas uzlabošanos. Paredzams, ka vara dimanta kompozītmateriālu izmantošana atrisinās šo problēmu un veicinās augstas jaudas pusvadītāju lāzeru attīstību.

 

Sagatavošanas metodes un izaicinājumi

Ir dažādas vara dimanta kompozītmateriālu sagatavošanas metodes, ieskaitot dubultā pārklājuma metodi, pulvera metalurģijas metodi, šķīduma infiltrācijas metodi, ultraskaņas piedevu ražošanas metodi, galvanizācijas metodi, augsta temperatūras un augstspiediena metodi, plazmas saķepināšanas metodi utt. Visi saskaras ar noteiktiem izaicinājumiem, piemēram, nevienmērīgu dimanta daļiņu sadalījumu un zemu saskarnes savienojuma stiprību. Tāpēc, kā optimizēt sagatavošanas procesu un uzlabot kompozītmateriālu veiktspēju, ir viens no pašreizējiem pētniecības fokusiem.

Nākotnes izredzes

 

Nepārtraukti attīstot tehnoloģiju, arvien augstāk pieaugs pieprasījums pēc augstas veiktspējas pusvadītāju ierīcēm, un arī prasības par siltuma izkliedes materiāliem. Vara dimanta kompozītmateriālam, kā jaunam augstas siltumvadītspējas kompozītmateriāla veidam, ir plašas uzklāšanas iespējas un milzīgs attīstības potenciāls pusvadītāju karstuma izkliedes jomā, un tas kļūs par svarīgu attīstības virzienu turpmākajā pusvadītāju karstuma izkliedes laukā. Tikmēr, nepārtraukti optimizējot sagatavošanas procesus un samazinot izmaksas, sagaidāms, ka vara dimanta kompozītmateriāli tiks izmantoti vairāk jomās, vairāk veicinot cilvēku tehnoloģisko progresu un dzīves kvalitātes uzlabošanos.