Діамантові композитні матеріали забезпечують нове рішення для проблеми розсіювання тепла напівпровідникових пристроїв.

23 січня Element Six, компанія з високотехнологічними матеріалами під діамантовим гігантом Delbis, оголосила про запуск композиційного матеріалу мідного алмазу для напівпровідникового пристрою тепловіддачі 22 січня, що забезпечує нове рішення проблеми розсіювання тепла напівпровідникових пристроїв.

 

Повідомляється, що композитний матеріал мідного алмазу, що випускається Element Six, поєднує два матеріали, які мають відмінні продуктивність у галузі розсіювання тепла: мідь, яка широко використовується в теплопровідному розсіювання напівпровідникового пристрою та алмазу, яка має чудову теплопровідність. Завдяки унікальному процесу ці два матеріали ідеально поєднуються для досягнення балансу між теплопровідністю та коефіцієнтом теплового розширення між двома сировиною, тим самим досягаючи безпрецедентного ефекту теплового розсіювання.

Технічний досвід та принципи

Напівпровідникові пристрої генерують велику кількість тепла під час роботи, і якщо не вчасно розсіяти, це може призвести до зниження продуктивності пристрою, скороченого тривалості життя або навіть пошкоджень. Незважаючи на те, що традиційні матеріали для розсіювання тепла, такі як мідь та алюміній, мають певну теплопровідність, вони часто намагаються впоратися з високим тепловим навантаженням високоефективних напівпровідникових пристроїв. Тому особливо важливо розробити новий тип матеріалу розсіювання тепла з більшою теплопровідністю.

 

На основі цього попиту народилися мідні діамантові матеріали. Він поєднує мідь, яка широко використовується в галузі напівпровідникового пристрою тепловіддачі, з алмазом, який має чудову теплопровідність. Завдяки унікальному процесу ці два матеріали ідеально поєднуються для досягнення балансу між теплопровідністю та коефіцієнтом теплового розширення між двома сировиною, тим самим досягаючи безпрецедентного ефекту теплового розсіювання. Теплопровідність цього матеріалу набагато вища, ніж у чистої міді, яка може ефективно знизити робочу температуру напівпровідникових пристроїв та підвищити їх продуктивність та надійність.

 

Технічні особливості та переваги

1. Висока теплопровідність:

Теплопровідність композитних матеріалів з мідним алмазом набагато перевищує чисту мідь, і навіть може досягти понад 1000 мас/м • K. Ця характеристика дозволяє йому швидко розсіювати тепло, що утворюється напівпровідниковими пристроями за дуже короткий проміжок часу, тим самим підтримуючи підтримку стабільна робота пристроїв.

 

2. Низький коефіцієнт теплового розширення: Діамант має низький коефіцієнт теплового розширення, що робить зміну розміру композитних матеріалів мідного алмазу меншими при зміні температури, що сприяє підвищенню стабільності та надійності обладнання.

 

3. Відмінні механічні властивості: висока твердість та міцність діамантових мідних діамантових матеріалів з відмінними механічними властивостями, такими як стійкість до зносу та стійкість до удару, що дозволяє їм підтримувати стабільні показники в суворих робочих умовах.

 

4. Хороші характеристики обробки: композитні матеріали з мідним діамантами, підготовлені за допомогою унікальних процесів, мають хороші показники обробки і можуть бути легко оброблені в різні форми та розміри пристроїв розсіювання тепла.

 

Поля застосування та перспективи

Композитні матеріали мідного діаманту мають широкі перспективи застосування в декількох полях через їх відмінну продуктивність:

 

1. Високопродуктивні обчислення (HPC)/AI чіпси: Завдяки швидкому розвитку штучного інтелекту та технології великих даних, попит на високоефективні обчислювальні мікросхеми збільшується з кожним днем. Висока теплопровідність композитних матеріалів мідного діаманту робить їх ідеальним матеріалом для розсіювання тепла для цих чіпів.

 

2. Підсилювач живлення RF: Підсилювачі потужності RF мають широкий спектр додатків у бездротовому зв'язку, радіолокації та інших галузях. Завдяки високій робочій частоті та високій потужності, проблема розсіювання тепла є особливо помітною. Композитні матеріали з мідним алмазом можуть ефективно вирішити цю проблему та підвищити продуктивність та надійність підсилювачів потужності RF.

 

3. Перетворювач потужності: перетворювачі потужності відіграють важливу роль у електроенергічних системах. Якість його ефективності розсіювання тепла безпосередньо впливає на стабільність та ефективність усієї системи. Застосування композиційних матеріалів мідного алмазу допоможе покращити продуктивність розсіювання тепла, тим самим підвищуючи загальну продуктивність системи.

 

. Проблема розсіювання тепла завжди була одним із ключових факторів, що обмежують його підвищення ефективності. Очікується, що застосування композиційних матеріалів мідного діаманта вирішить цю проблему та сприятиме розвитку системних напівпровідникових лазерів.

 

Методи та проблеми підготовки

Існують різні методи підготовки для мідних діамантових композиційних матеріалів, включаючи метод подвійного покриття, метод металургії порошку, метод інфільтрації розчину, метод виробництва ультразвукової добавки, метод електроплюючого, високий температура та метод високого тиску, метод спікання плазми тощо, однак ці методи підготовки Усі стикаються з певними проблемами, такими як нерівномірне розподіл діамантових частинок та низька міжфазна міцність на зв'язок. Тому як оптимізувати процес підготовки та покращити продуктивність композитних матеріалів є одним із поточних досліджень.

Майбутні перспективи

 

Завдяки постійному розвитку технологій попит на високопродуктивні напівпровідникові пристрої продовжуватимуть зростати, а вимоги до матеріалів розсіювання тепла також стануть все більш високими. Композитний матеріал мідного алмазу, як новий тип композитного матеріалу з високою теплопровідністю, має широкі перспективи застосування та величезний потенціал розвитку в галузі напівпровідникового теплового розсіювання, і стане важливим напрямком розвитку в майбутньому поле напівпровідникового тепла. Тим часом, при безперервній оптимізації процесів підготовки та зменшення витрат очікується, що композитні матеріали з мідним алмазом будуть застосовані в більшій галузі, що сприяє більшому технологічному прогресу людини та покращенню якості життя.