Dijamantni kompozitni materijali pružaju novo rješenje za problem disipacije topline poluvodičkih uređaja.

23. januara, Element Six, kompanija visokotehnoloških materijala pod dijamantnim gigantskim delbisom najavila je pokretanje bakrenog dijamantskog kompozitnog materijala za disipaciju topline poluvodičkog uređaja, pružajući novo rješenje problema poluvodičkih uređaja.

 

Izvještava se da je bakreni dijamantski kompozitni materijal objavljen po šest kombinira dva materijala koji imaju odlične performanse u polju rasipanja topline: bakar, koji se široko koristi u disipaciji topline i dijamanta, koji ima odličnu toplotnu provodljivost. Kroz jedinstveni proces ova dva materijala savršeno su kombinirani za postizanje ravnoteže između toplotne provodljivosti i koeficijenta toplinskog proširenja između dvije sirovine, čime se postiže neviđenim efektom neviđenog rasipanja topline.

Tehnička pozadina i principi

Poluprovodnički uređaji generiraju veliku količinu topline tokom rada, a ako se ne rasipaju pravovremeno, može dovesti do smanjenja performansi uređaja, skraćenog vijek trajanja ili čak oštećenja. Iako su tradicionalni materijali za disipaciju topline, poput bakra i aluminija imaju određenu toplinsku provodljivost, često se bore da se nose s visokim toplotnim opterećenjem poluvodičkih uređaja visokih performansi. Stoga je posebno važno razviti novu vrstu materijala za disipaciju topline s većom toplotnom provodljivošću.

 

Bakreni dijamantski kompozitni materijali rođeni su na osnovu ove potražnje. Kombinuje bakar koji se široko koristi u polju rasipanja topline poluvodičkih uređaja, s dijamantom, koji ima odličnu toplotnu provodljivost. Kroz jedinstveni proces ova dva materijala savršeno su kombinirani za postizanje ravnoteže između toplotne provodljivosti i koeficijenta toplinskog proširenja između dvije sirovine, čime se postiže neviđenim efektom neviđenog rasipanja topline. Toplinska provodljivost ovog materijala mnogo je veća od čistog bakra, koja može učinkovito smanjiti radnu temperaturu poluvodičkih uređaja i poboljšati njihovu performanse i pouzdanost.

 

Tehničke karakteristike i prednosti

1. Visoka toplotna provodljivost:

Termička provodljivost bakrenog dijamanta kompozitnih materijala daleko prelazi čisti bakar, a može čak doprijetići na preko 1000 W / M • K. Ova karakteristika omogućava da brzo rasipa toplinu generirane poluvodičkim uređajima u vrlo kratkom vremenskom periodu, čime se održava stabilan rad uređaja.

 

2. Nizak koeficijent termičkog proširenja: Diamond ima nizak koeficijent toplotnog proširenja, što veličina čini promjenu bakrenih dijamanata kompozitnih materijala manjih kada se temperatura mijenja, što pogoduje poboljšanju stabilnosti i pouzdanosti opreme.

 

3. Odlična mehanička svojstva: Visoka tvrdoća i jačina dijamanta Endow bakamonični dijamantni materijali sa odličnim mehaničkim svojstvima kao što su otpornost na habanje i otpornost na udarce, omogućavajući im da održavaju stabilne performanse u otežanim radnoj okolini.

 

4. Dobra performans obrade: bakreni dijamantski kompozitni materijali pripremljeni kroz jedinstvene procese imaju dobre performanse obrade i mogu se lako obraditi u različite oblike i veličine uređaja za disipaciju topline.

 

Primjena polja i izgledi

Bakreni dijamantski kompozitni materijali imaju široke izglede za primjenu u više polja zbog njihovih izvrsnih performansi:

 

1. Računarstvo sa visokim performansama (HPC) / AI čipsi: Brzim razvojem umjetne inteligencije i velike podatkovne tehnologije, potražnja za računalnim čipovima visokih performansi raste dan u dan. Visoka toplotna provodljivost bakrenih dijamantskih kompozitnih materijala čini ih idealnim materijalom za disipaciju topline za ove čipove.

 

2. RF pojačalo snage: RF pojačala za napajanje imaju širok spektar primjene u bežičnoj komunikaciji, radar i drugim poljima. Zbog visoke radne frekvencije i velike snage, problem sa disipacijom topline posebno je istaknut. Bakreni dijamantni kompozitni materijali mogu efikasno riješiti ovaj problem i poboljšati performanse i pouzdanost RF pojačala.

 

3. Pretvarač napajanja: pretvarači za napajanje igraju važnu ulogu u elektronskim sistemima elektronike. Kvaliteta njegovih rasipanja topline izravno utječe na stabilnost i efikasnost cijelog sustava. Primjena bakrenih dijamantskih kompozitnih materijala pomoći će poboljšanju performansi topline za rasipanje električnih pretvarača, čime poboljšava cjelokupni performanse sistema.

 

4. Visoki poluvodički laseri: Visoki poluvodički laseri imaju širok spektar primjene u medicinskim, naučnim istraživanjima, industrijskim i drugim poljima. Problem sa disipacijom topline uvijek je bio jedan od ključnih faktora koji ograničava njihovo poboljšanje performansi. Očekuje se da će primjena bakrenog dijamantskog kompozitnog materijala riješiti ovaj problem i promovirati razvoj poluvodičkih lasera velike snage.

 

Metode pripreme i izazovi

Postoje različite metode pripreme za diammond kompozitne materijale, uključujući metodu metalurgije dvostrukog premaza, metoda infiltracije otopine, metoda proizvodnje ultrazvuk, metoda visokog pritiska, metoda sinterovanja u plazmi, itd. Međutim, ove metode za sinteru itd. Svi suočeni sa određenim izazovima, poput neujednačene distribucije dijamantskih čestica i slabe međufacijalne čvrstoće veze. Stoga, kako optimizirati proces pripreme i poboljšati performanse kompozitnih materijala jedna je od trenutnih istraživanja fokusiran je.

Budući izgledi

 

Sa kontinuiranim razvojem tehnologije, potražnja za poluvodičkim uređajima visokih performansi nastavit će se povećavati, a zahtjevi za materijale za disipaciju topline postat će sve vise. Bakreni dijamantski materijal, kao novi tip visokog konstatnoj materijala, ima široke izglede za primjenu i ogroman razvojni potencijal u području poluvodičkih toplotnih rasipanja, te će postati važan razvoj razvoja u budućoj polju za disipaciju topline u budućem poluvodiču. U međuvremenu, uz kontinuiranu optimizaciju pripremnih procesa i smanjenja troškova, očekuje se da će se u više polja primijeniti bakreni dijamantski kompozitni materijali, koji doprinose više ljudskom tehnološkom napretku i poboljšanju kvalitete života.