Elmas kompozit malzemeler, yarı iletken cihazların ısı dağılma problemi için yeni bir çözüm sunar.

23 Ocak'ta, Diamond Giant Delbis yönetimindeki yüksek teknolojili bir malzeme şirketi olan Element Six, 22 Ocak'ta yarı iletken cihaz ısı dağılımı için bakır elmas kompozit bir malzemenin piyasaya sürüldüğünü duyurdu ve yarı iletken cihazların ısı yayılma problemine yeni bir çözüm sağladı.

 

Eleman altı tarafından salınan bakır elmas kompozit malzemenin, ısı yayılması alanında mükemmel performansa sahip iki malzemeyi birleştirdiği bildirilmektedir: yarı iletken cihaz ısı yayılmasında yaygın olarak kullanılan bakır ve mükemmel termal iletkenliğe sahip elmas. Eşsiz bir işlemle, bu iki malzeme, termal iletkenlik ve iki hammadde arasındaki termal genleşme katsayısı arasında bir denge elde etmek için mükemmel bir şekilde birleştirilir, böylece eşi görülmemiş ısı dağılma etkisi elde edilir.

Teknik arka plan ve ilkeler

Yarı iletken cihazlar çalışma sırasında büyük miktarda ısı üretir ve eğer zamanında dağılmazsa, cihaz performansında bir azalmaya, kısaltılmış ömrü ve hatta hasarlara yol açabilir. Bakır ve alüminyum gibi geleneksel ısı dağılma malzemeleri belirli termal iletkenliğe sahip olsa da, genellikle yüksek performanslı yarı iletken cihazların yüksek termal yükü ile başa çıkmak için mücadele ederler. Bu nedenle, daha yüksek termal iletkenliğe sahip yeni bir ısı yayma malzemesi türü geliştirmek özellikle önemlidir.

 

Bakır elmas kompozit malzemeler bu talebe dayanarak doğdu. Yarı iletken cihaz ısı dağılımı alanında yaygın olarak kullanılan bakır, mükemmel termal iletkenliğe sahip elmasla birleştirir. Eşsiz bir işlemle, bu iki malzeme, termal iletkenlik ve iki hammadde arasındaki termal genleşme katsayısı arasında bir denge elde etmek için mükemmel bir şekilde birleştirilir, böylece eşi görülmemiş ısı dağılma etkisi elde edilir. Bu malzemenin termal iletkenliği, yarı iletken cihazların çalışma sıcaklığını etkili bir şekilde azaltabilen ve performans ve güvenilirliklerini artırabilen saf bakırdan çok daha yüksektir.

 

Teknik özellikler ve avantajlar

1. Yüksek termal iletkenlik:

Bakır elmas kompozit malzemelerin termal iletkenliği saf bakırınkini çok aşar ve hatta 1000'den fazla w/m'ye ulaşabilir. Cihazların kararlı çalışması.

 

2. Düşük Termal Genişleme Katsayısı: Elmas düşük termal genleşme katsayısına sahiptir, bu da ekipmanın stabilitesini ve güvenilirliğini artırmaya elverişli olan sıcaklık değiştiğinde bakır elmas kompozit malzemelerin boyut değişimini daha küçük hale getirir.

 

3. Mükemmel Mekanik Özellikler: Diamond Endow Bakır Elmas Kompozit Malzemelerin, aşınma direnci ve darbe direnci gibi mükemmel mekanik özelliklere sahip yüksek sertlik ve mukavemet, sert çalışma ortamlarında stabil performansı korumalarını sağlar.

 

4. İyi İşleme Performansı: Benzersiz işlemler yoluyla hazırlanan bakır elmas kompozit malzemeler iyi işleme performansına sahiptir ve çeşitli şekil ve boyutlarda ısı yayılma cihazlarında kolayca işlenebilir.

 

Uygulama alanları ve beklentileri

Bakır Elmas Kompozit Malzemeler, mükemmel performansları nedeniyle birden fazla alanda geniş uygulama beklentisine sahiptir:

 

1. Yüksek performanslı bilgi işlem (HPC)/AI yongaları: Yapay zekanın ve büyük veri teknolojisinin hızlı gelişimi ile yüksek performanslı bilgi işlem talebi her geçen gün artmaktadır. Bakır elmas kompozit malzemelerin yüksek termal iletkenliği, onları bu yongalar için ideal bir ısı yayma malzemesi haline getirir.

 

2. RF güç amplifikatörü: RF güç amplifikatörleri kablosuz iletişim, radar ve diğer alanlarda çok çeşitli uygulamalara sahiptir. Yüksek çalışma frekansı ve yüksek gücü nedeniyle, ısı dağılma problemi özellikle belirgindir. Bakır elmas kompozit malzemeler bu sorunu etkili bir şekilde çözebilir ve RF güç amplifikatörlerinin performansını ve güvenilirliğini artırabilir.

 

3. Güç dönüştürücü: Güç dönüştürücüler güç elektronik sistemlerinde önemli bir rol oynar. Isı dağılma performansının kalitesi, tüm sistemin istikrarını ve verimliliğini doğrudan etkiler. Bakır elmas kompozit malzemelerin uygulanması, güç dönüştürücülerin ısı dağılma performansının iyileştirilmesine yardımcı olacak ve böylece genel sistem performansını artıracaktır.

 

4. Yüksek güçlü yarı iletken lazerler: Yüksek güçlü yarı iletken lazerler, tıbbi, bilimsel araştırma, endüstriyel ve diğer alanlarda çok çeşitli uygulamalara sahiptir. Isı dağılma sorunu her zaman performans iyileştirmesini kısıtlayan temel faktörlerden biri olmuştur. Bakır elmas kompozit malzemelerin uygulanmasının bu sorunu çözmesi ve yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin gelişimini teşvik etmesi beklenmektedir.

 

Hazırlık Yöntemleri ve Zorlukları

Bakır elmas kompozit malzemeler için çift kaplama yöntemi, toz metalurji yöntemi, çözelti infiltrasyon yöntemi, ultrasonik katkı üretim yöntemi, elektrosunlama yöntemi, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç yöntemi, plazma sinterleme yöntemi, vb. Hepsi elmas parçacıklarının eşit olmayan dağılımı ve düşük arayüzey bağlama mukavemeti gibi bazı zorluklarla karşı karşıyadır. Bu nedenle, hazırlık sürecinin nasıl optimize edileceği ve kompozit malzemelerin performansının nasıl iyileştirileceği, mevcut araştırma odaklarından biridir.

Gelecekteki Beklentiler

 

Teknolojinin sürekli gelişimi ile, yüksek performanslı yarı iletken cihazlara olan talep artmaya devam edecektir ve ısı dağılma malzemeleri gereksinimleri de giderek yükselecektir. Bakır elmas kompozit malzeme, yeni bir yüksek termal iletkenlik kompozit malzeme olarak, yarı iletken ısı dağılımı alanında geniş uygulama beklentilerine ve büyük gelişme potansiyeline sahiptir ve gelecekteki yarı iletken ısı dağıtma alanında önemli bir geliştirme yönü haline gelecektir. Bu arada, hazırlık süreçlerinin sürekli optimizasyonu ve maliyetlerin azaltılması ile, bakır elmas kompozit malzemelerin daha fazla alanda uygulanması ve insan teknolojik ilerlemesine ve yaşam kalitesinin iyileştirilmesine daha fazla katkıda bulunması beklenmektedir.