Diamantové kompozitní materiály poskytují nové řešení pro problém rozptylu tepla u polovodičových zařízení.

Dne 23. ledna Element Six, high-tech společnost pro materiály pod Diamond Giant Delbis, oznámila spuštění měděného diamantového kompozitního materiálu pro rozptyl tepla polovodičového zařízení, což poskytuje nové řešení problému se disedipací v polovodičových zařízeních.

 

Uvádí se, že měděný diamantový kompozitní materiál uvolněný prvkem šest kombinuje dva materiály, které mají vynikající výkon v oblasti rozptylu tepla: měď, která se široce používá v polovodičovém rozptylu tepla a diamant, který má vynikající tepelnou vodivost. Prostřednictvím jedinečného procesu jsou tyto dva materiály dokonale kombinovány, aby se dosáhlo rovnováhy mezi koeficientem tepelné vodivosti a koeficientem tepelné roztažnosti mezi oběma surovinami, čímž se dosahuje bezprecedentního účinku rozptylu tepla.

Technické pozadí a principy

Polovodičová zařízení generují velké množství tepla během provozu a pokud se včas rozptýlí, může to vést ke snížení výkonu zařízení, zkrácené životnosti nebo dokonce poškození. Ačkoli tradiční materiály rozptylu tepla, jako je měď a hliník, mají určitou tepelnou vodivost, často se snaží vyrovnat se s vysokým tepelným zatížením vysoce výkonných polovodičových zařízení. Proto je zvláště důležité vyvinout nový typ materiálu pro rozptyl tepla s vyšší tepelnou vodivostí.

 

Na základě této poptávky se zrodily měděné diamantové kompozitní materiály. Kombinuje měď, která se široce používá v oblasti rozptylu tepla polovodičového zařízení s diamantem, který má vynikající tepelnou vodivost. Prostřednictvím jedinečného procesu jsou tyto dva materiály dokonale kombinovány, aby se dosáhlo rovnováhy mezi koeficientem tepelné vodivosti a koeficientem tepelné roztažnosti mezi oběma surovinami, čímž se dosahuje bezprecedentního účinku rozptylu tepla. Tepelná vodivost tohoto materiálu je mnohem vyšší než vodička čisté mědi, která může účinně snížit provozní teplotu polovodičových zařízení a zlepšit jejich výkon a spolehlivost.

 

Technické funkce a výhody

1. Vysoká tepelná vodivost:

Tepelná vodivost měděných diamantových kompozitních materiálů daleko přesahuje čistou měď a může dokonce dosáhnout více než 1000 W/M • K. Tato charakteristika jí umožňuje rychle rozptýlit teplo generované polovodičovými zařízeními ve velmi krátkém časovém období, čímž se udržuje, čímž se udržuje stabilní provoz zařízení.

 

2. Koeficient nízké tepelné roztažnosti: Diamond má koeficient nízkého tepelné roztažnosti, což zmenšuje změnu velikosti měděných diamantových kompozitních materiálů, když se změní teplota, což vede ke zlepšení stability a spolehlivosti zařízení.

 

3. Vynikající mechanické vlastnosti: Vysoká tvrdost a síla diamantových endowových diamantových kompozitních materiálů s vynikajícími mechanickými vlastnostmi, jako je odolnost proti opotřebení a odolnost proti nárazu, což jim umožňuje udržovat stabilní výkon v drsném pracovním prostředí.

 

4. Dobrý výkon zpracování: Měděné diamantové kompozitní materiály připravené prostřednictvím jedinečných procesů mají dobrý výkon zpracování a lze je snadno zpracovat do různých tvarů a velikostí zařízení pro rozptyl tepla.

 

Aplikační pole a vyhlídky

Měděné diamantové kompozitní materiály mají vyhlídky na aplikaci ve více oborech kvůli jejich vynikajícímu výkonu:

 

1. Vysoko výkonné výpočetní techniky (HPC)/AI čipy: S rychlým rozvojem umělé inteligence a technologie Big Data se poptávka po vysoce výkonných počítačových čipech každým dnem zvyšuje. Vysoká tepelná vodivost měděných diamantových kompozitních materiálů z nich činí ideální materiál pro rozptyl tepla pro tyto čipy.

 

2. RF výkonový zesilovač: RF výkonové zesilovače mají širokou škálu aplikací v bezdrátové komunikaci, radaru a dalších oborech. Díky své vysoké provozní frekvenci a vysokému výkonu je problém rozptylu tepla zvláště výrazný. Kompozitní materiály mědi mohou tento problém účinně vyřešit a zlepšit výkon a spolehlivost výkonu RF.

 

3. Power Converter: Power Converters hrají důležitou roli v energetických elektronických systémech. Kvalita jeho výkonu rozptylu tepla přímo ovlivňuje stabilitu a účinnost celého systému. Aplikace měděných diamantových kompozitních materiálů pomůže zlepšit výkon disipace tepla u převodníků výkonu, čímž se zvýší celkový výkon systému.

 

4. lasery s vysokým výkonem polovodičové lasery: Lasery s vysokým výkonem mají širokou škálu aplikací v lékařském, vědeckém výzkumu, průmyslovém a jiném oboru. Problém rozptylu tepla byl vždy jedním z klíčových faktorů, které omezují zlepšení výkonu. Očekává se, že aplikace měděných diamantových kompozitních materiálů tento problém vyřeší a podporuje vývoj polovodičových laserů s vysokým výkonem.

 

Metody přípravy a výzvy

Existují různé metody přípravy pro měďové diamantové kompozitní materiály, včetně metody dvojitého povlaku, metody metalurgie prášku, metody infiltrace řešení, metody výroby ultrazvukové aditivy, metody elektro -deformace, metody vysoké teploty a vysoký tlak, metody slinování plazmy atd. Tyto metody přípravy však však tyto metody přípravy však přípravné metody přípravy. Všechny čelí určitým výzvám, jako je nerovnoměrné rozdělení diamantových částic a nízká síla propojení. Jedním ze současných výzkumných zaměření je proto, jak optimalizovat proces přípravy a zlepšit výkon kompozitních materiálů.

Budoucí vyhlídky

 

S neustálým rozvojem technologie se bude poptávka po vysoce výkonných polovodičových zařízeních i nadále zvyšovat a požadavky na materiály rozptylu tepla budou také stále více vysoké. Kompozitní materiál měděného diamantu, jako nový typ kompozitního materiálu s vysokou tepelnou vodivostí, má široké vyhlídky na aplikaci a obrovský vývojový potenciál v oblasti polovodičového rozptylu tepla a stane se důležitým směrem vývoje v budoucím polovodičovém oboru rozptylu tepla. Mezitím se očekává, že s nepřetržitým optimalizací přípravných procesů a snížením nákladů budou použity měděné diamantové kompozitní materiály ve více oborech, což více přispívá k lidskému technologickému pokroku a zlepšení kvality života.