2011年3月1日
佐治亚技术研究所(GTRI)研究人员正在开发固合成材料帮助冷却小型强微电子系统使用
亚博网站下载素材由银钻组成,与目前用于此应用的材料相比,热传导率极高
亚博网站下载钻石素材
研究重心是制作银磁热参比-250微米或更少素材中银对钻石之比可定制化,使shim与高功率宽带半导体绑定低热扩展压力,为下一代分量雷达规划高功率宽带半导体
热shims需要从这些高功率半导体取热并转至阻热设备,如叉子、扇子或热管半导体在极有限操作空间工作,有必要从材料中生成shims,将高热传导性打入小结构
yabo214钻石提供热传导性大全,银悬浮复合内钻石粒子,高热传导性比铜高25%迄今测试显示银磁复合在两个关键方面表现极佳-热传导率和热扩展
已观察到清晰性能益益-温度估计从285摄氏度下降至181摄氏度-使用250微粒shim中50%金刚石'Jason Nadler说,GTRI研究工程师领导项目
研究者接近钻石百分比高达85%,厚度小于250微米提高百分比钻石原型测试产生更好的性能结果
Nadler补充道,银磁复合物新手法有明确的技术转移允诺当前没有材料提供性能和薄度组合
自然热导体
钻石最热导自然素量,评分约为2 000瓦/米开尔文,这是热效率的度量银最热导金属中位值低得多-千瓦/米400瓦
Nadler解释添加银对:
- yabo214松散钻石粒子绑入稳定矩阵
- 允许精确切割材料组成精度大小组件;
- 热扩展匹配半导体设备冷却
- 创建方块间热效界面
yabo214Nadler和他的团队使用金刚石粒子,相似沙粒子,可建成平面形
问题在于 沙类材料并存性不好yabo214需要银矩阵-软软粘粘-以保持钻石粒子并实现强健复合素
yabo214此外,因为可销银矩阵完全环绕钻石粒子,它支持切分复合到精确维度以组成热shims等构件银化允许这些组件很容易联结到半导体等其他表面
定制热扩展
物料加热时按自身速率扩展,行为被称为热扩展系数
亚博网站下载结构从不同材料制作时 -- -- 广带半导体和热shim -- -- 合并时,关键是它们的热扩展系数完全相同。亚博网站下载绑定材料以不同速率扩展很容易分离
钻石热扩展系数极低,约为百万分二分/Kelvin亚博网站下载宽带半导体使用的材料-如硅碳化物或氮化-CTEs高,一般范围为3至5ppm/k
光靠右百分数银,CTE约20ppm/k,GTRI团队可以裁剪银磁复合材料,以与半导体材料相同速度扩展亚博网站下载研究者通过匹配加热冷却速率,使这两件材料保持强联结
亚博网站下载不像金属通过移动电子处理热量, 钻石通过honons处理热量, 即振荡波包穿透晶状和其他材料介质界面间银化帮助honons从粒子向粒子移动并支持热效率
yabo214使用钻石粒子填充高效稳定平面空间是一项挑战 Nadler表示近些年来,我们搭建图像分析工具数据帮助理解复合内实际发生的事情- 包括钻石粒子分布方式和银子实际环绕钻石方式
剩余障碍包括需要超越性能测试深入分析银磁材料功能亚博网站下载Nadler的目的是从基本材料角度解释复合热传导性,而不是完全依赖性能结果
极小热shims令深入测试难上加难,因为现有测试方法需要更多材料Nadler和他的团队正在评价数项测试技术,这些技术有望详细热传导分析
源码 :http://www.gatech.edu/