Diamond Composite Materials giver en ny løsning til varmeafledningsproblemet med halvlederenheder.

Den 23. januar annoncerede Element Six, et højteknologisk materialefirma under diamantgiganten Delbis, lanceringen af ​​et kobberdiamantkompositmateriale til halvlederenhedens varmeafledning den 22. januar, hvilket tilvejebragte en ny løsning til varmeafledningsproblemet med halvlederenheder.

 

Det rapporteres, at Copper Diamond Composite -materialet frigivet af Element Six kombinerer to materialer, der har fremragende ydelse inden for varmeafledning: kobber, der er vidt brugt i halvlederenhedens varmeafledning, og diamant, som har fremragende termisk ledningsevne. Gennem en unik proces kombineres disse to materialer perfekt for at opnå en balance mellem termisk ledningsevne og termisk ekspansionskoefficient mellem de to råmaterialer, hvilket opnås hidtil uset varmeafledningseffekt.

Teknisk baggrund og principper

Halvlederenheder genererer en stor mængde varme under drift, og hvis det ikke spredes på en rettidig måde, kan det føre til et fald i enhedsydelse, forkortet levetid eller endda skade. Selvom traditionelle varmeafledningsmaterialer såsom kobber og aluminium har en vis termisk ledningsevne, kæmper de ofte for at klare den høje termiske belastning af høje-performance halvlederenheder. Derfor er det især vigtigt at udvikle en ny type varmeafledningsmateriale med højere termisk ledningsevne.

 

Kobberdiamantkompositmaterialer blev født på baggrund af denne efterspørgsel. Det kombinerer kobber, der er vidt brugt inden for halvlederenhedens varmeafledning med diamant, som har fremragende termisk ledningsevne. Gennem en unik proces kombineres disse to materialer perfekt for at opnå en balance mellem termisk ledningsevne og termisk ekspansionskoefficient mellem de to råmaterialer, hvilket opnås hidtil uset varmeafledningseffekt. Den termiske ledningsevne af dette materiale er meget højere end for rent kobber, som effektivt kan reducere driftstemperaturen for halvlederindretninger og forbedre deres ydeevne og pålidelighed.

 

Tekniske funktioner og fordele

1. høj termisk ledningsevne:

Den termiske ledningsevne af kobberdiamantkompositmaterialer overstiger langt den af ​​rent kobber og kan endda nå over 1000 W/M • K. Denne karakteristik gør det muligt for det hurtigt Den stabile drift af enhederne.

 

2. Lav termisk ekspansionskoefficient: Diamond har en lav termisk ekspansionskoefficient, hvilket gør størrelsen af ​​ændring af kobberdiamantkompositmaterialer mindre, når temperaturen ændres, hvilket er befordrende for at forbedre stabiliteten og pålideligheden af ​​udstyret.

 

3. Fremragende mekaniske egenskaber: Den høje hårdhed og styrke af Diamond Endow Copper Diamond Composite -materialer med fremragende mekaniske egenskaber såsom slidstyrke og påvirkningsmodstand, hvilket gør dem i stand til at opretholde stabile ydelser i barske arbejdsmiljøer.

 

4. god behandlingspræstation: Kobberdiamantkompositmaterialer tilberedt gennem unikke processer har god behandlingsydelse og kan let behandles i forskellige former og størrelser af varmeafledningsenheder.

 

Applikationsfelter og udsigter

Kobberdiamantkompositmaterialer har brede applikationsudsigter inden for flere felter på grund af deres fremragende ydelse:

 

1. High Performance Computing (HPC)/AI-chips: Med den hurtige udvikling af kunstig intelligens og big data-teknologi øges efterspørgslen efter højtydende computerchips dag for dag. Den høje termiske ledningsevne af kobberdiamantkompositmaterialer gør dem til et ideelt varmeafledningsmateriale til disse chips.

 

2. RF -strømforstærker: RF -strømforstærkere har en bred vifte af applikationer inden for trådløs kommunikation, radar og andre felter. På grund af sin høje driftsfrekvens og høje effekt er varmeafledningsproblemet især fremtrædende. Kobberdiamantkompositmaterialer kan effektivt løse dette problem og forbedre ydelsen og pålideligheden af ​​RF -strømforstærkere.

 

3. Power Converter: Power Converters spiller en vigtig rolle i elektroniske systemer. Kvaliteten af ​​dens varmeafledningsydelse påvirker direkte stabiliteten og effektiviteten af ​​hele systemet. Anvendelsen af ​​kobberdiamantkompositmaterialer vil hjælpe med at forbedre varmeafledningens ydelse af effektkonvertere og derved forbedre den samlede systemydelse.

 

4. High Power Semiconductor -lasere: Højlederlasere med høj effekt har en bred vifte af anvendelser inden for medicinsk, videnskabelig forskning, industrielle og andre felter. Problemet med varmeafledning har altid været en af ​​de vigtigste faktorer, der begrænser dens forbedring af ydelsen. Anvendelsen af ​​kobberdiamantkompositmaterialer forventes at løse dette problem og fremme udviklingen af ​​lasere med høj effekt.

 

Forberedelsesmetoder og udfordringer

Der er forskellige fremstillingsmetoder til kobberdiamantkompositmaterialer, herunder dobbeltbelægningsmetode, pulvermetallurgmetode, opløsningsinfiltrationsmetode, ultralydsadditivfremstillingsmetode, elektropletteringsmetode, høj temperatur og højtryksmetode, plasmasintringmetode osv. Imidlertid disse forberedelsesmetoder imidlertid Alle står over for visse udfordringer, såsom ujævn distribution af diamantpartikler og lav grænsefladestyrke. Derfor er hvordan man optimerer forberedelsesprocessen og forbedrer ydelsen af ​​sammensatte materialer et af de aktuelle forskningsfokus.

Fremtidige udsigter

 

Med den kontinuerlige udvikling af teknologi vil efterspørgslen efter høje ydelse halvlederenheder fortsætte med at stige, og kravene til varmedissipationsmaterialer vil også blive stadig større. Kobberdiamantkompositmateriale, som en ny type høj termisk ledningsevne sammensat materiale, har brede applikationsudsigter og et enormt udviklingspotentiale inden for halvledervarmeafledning og vil blive en vigtig udviklingsretning i det fremtidige halvledervarme -spredningsfelt. I mellemtiden forventes den kontinuerlige optimering af forberedelsesprocesser og reduktion af omkostninger, kobberdiamantkompositmaterialer at blive anvendt på flere felter, hvilket bidrager mere til menneskelig teknologisk fremgang og forbedring af livskvaliteten.