توفر مواد Diamond Composite حلًا جديدًا لمشكلة تبديد الحرارة لأجهزة أشباه الموصلات.

في 23 يناير ، أعلنت Element Six ، وهي شركة مواد عالية التقنية تحت Diamond Giant Delbis ، عن إطلاق مادة مركبة من النحاس الماس لأجهزة أشباه الموصلات في 22 يناير ، مما يوفر حلًا جديدًا لمشكلة تبديد الحرارة لأجهزة أشباه الموصلات.

 

وتفيد التقارير أن المادة المركبة للماس النحاسية التي تصدرها العنصر السادس تجمع بين مادتين لهما أداء ممتاز في مجال تبديد الحرارة: النحاس ، والذي يستخدم على نطاق واسع في تبديد حرارة جهاز أشباه الموصلات ، والماس ، الذي يحتوي على توصيل حراري ممتاز. من خلال عملية فريدة من نوعها ، يتم دمج هاتين المادتين بشكل مثالي لتحقيق توازن بين الموصلية الحرارية ومعامل التمدد الحراري بين المواد الخام ، وبالتالي تحقيق تأثير تبديد حراري غير مسبوق.

الخلفية والمبادئ الفنية

تقوم أجهزة أشباه الموصلات بتوليد كمية كبيرة من الحرارة أثناء التشغيل ، وإذا لم يتم تبديدها في الوقت المناسب ، فقد تؤدي إلى انخفاض في أداء الجهاز أو تقصير العمر أو حتى الأضرار. على الرغم من أن مواد تبديد الحرارة التقليدية مثل النحاس والألومنيوم لديها بعض الموصلية الحرارية ، إلا أنها غالبًا ما تكافح من أجل التعامل مع الحمل الحراري العالي لأجهزة أشباه الموصلات عالية الأداء. لذلك ، من المهم بشكل خاص تطوير نوع جديد من مواد تبديد الحرارة مع توصيل حراري أعلى.

 

ولدت المواد المركبة من النحاس الماس بناءً على هذا الطلب. فهو يجمع بين النحاس ، والذي يستخدم على نطاق واسع في مجال تبديد حرارة جهاز أشباه الموصلات ، مع الماس ، الذي له توصيل حراري ممتاز. من خلال عملية فريدة من نوعها ، يتم دمج هاتين المادتين بشكل مثالي لتحقيق توازن بين الموصلية الحرارية ومعامل التمدد الحراري بين المواد الخام ، وبالتالي تحقيق تأثير تبديد حراري غير مسبوق. الموصلية الحرارية لهذه المادة أعلى بكثير من النحاس النقي ، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال من درجة حرارة تشغيل أجهزة أشباه الموصلات وتحسين أدائها وموثوقيتها.

 

الميزات والمزايا الفنية

1. الموصلية الحرارية العالية:

إن الموصلية الحرارية للمواد المركبة للماس النحاسية تتجاوز بكثير تلك النحاسية النقية ، ويمكن أن تصل إلى أكثر من 1000 واط/م. التشغيل المستقر للأجهزة.

 

2. معامل التمدد الحراري المنخفض: يتمتع الماس بمعامل تمدد حراري منخفض ، مما يجعل تغيير حجم المواد المركب النحاسية الماسك أصغر عندما تتغير درجة الحرارة ، والتي تفضي إلى تحسين ثبات وموثوقية المعدات.

 

3. الخصائص الميكانيكية الممتازة: صلابة عالية وقوة من مواد الماس الماس الماس الماس الماس مع خصائص ميكانيكية ممتازة مثل مقاومة التآكل ومقاومة التأثير ، مما يتيح لهم الحفاظ على أداء مستقر في بيئات العمل القاسية.

 

4. أداء معالجة جيد: المواد المركبة من النحاس الماس التي يتم إعدادها من خلال عمليات فريدة من نوعها لها أداء جيد للمعالجة ويمكن معالجته بسهولة في أشكال وأحجام مختلفة من أجهزة تبديد الحرارة.

 

حقول التطبيق والآفاق

المواد المركبة من النحاس الماس لها آفاق تطبيقات واسعة في حقول متعددة بسبب أدائها الممتاز:

 

1. حوسبة الحوسبة عالية الأداء (HPC)/AI: مع التطور السريع للذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا البيانات الضخمة ، يزداد الطلب على رقائق الحوسبة عالية الأداء يومًا بعد يوم. الموصلية الحرارية العالية للمواد المركبة الماس النحاسية تجعلها مادة تبديد حرارة مثالية لهذه الرقائق.

 

2. مضخم طاقة RF: يحتوي مكبرات الصوت RF على مجموعة واسعة من التطبيقات في الاتصالات اللاسلكية والرادار وغيرها من الحقول. نظرًا لارتفاع تردد التشغيل والطاقة العالية ، فإن مشكلة تبديد الحرارة بارزة بشكل خاص. يمكن للمواد المركبة للماس النحاسية حل هذه المشكلة بشكل فعال وتحسين أداء وموثوقية مضخمات طاقة RF.

 

3. محول الطاقة: تلعب محولات الطاقة دورًا مهمًا في الأنظمة الإلكترونية للطاقة. تؤثر جودة أداء تبديد الحرارة بشكل مباشر على استقرار وكفاءة النظام بأكمله. سيساعد تطبيق المواد المركبة من Diamond Copper على تحسين أداء تبديد الحرارة لمحولات الطاقة ، وبالتالي تعزيز أداء النظام العام.

 

4. ليزر أشباه الموصلات عالية الطاقة: يتمتع ليزر أشباه الموصلات عالية الطاقة بمجموعة واسعة من التطبيقات في مجال الأبحاث الطبية والعلمية والصناعية وغيرها. لطالما كانت مشكلة تبديد الحرارة أحد العوامل الرئيسية التي تقيد تحسين أداءها. من المتوقع أن يحل تطبيق المواد المركبة للماس الماس النحاس هذه المشكلة ويعزز تطوير أشباه أشباه الموصلات عالية الطاقة.

 

أساليب التحضير والتحديات

هناك العديد من طرق التحضير للمواد المركبة للماس ، بما في ذلك طريقة الطلاء المزدوجة ، وطريقة المعادن للمسحوق ، وطريقة تسلل الحلول ، وطريقة التصنيع المضافة بالموجات فوق الصوتية ، وطريقة الطحين الكهربائي ، وطريقة ارتفاع درجة الحرارة وطريقة الضغط العالي ، وطريقة تلبيس البلازما ، إلخ. يواجه جميع التحديات بعض التحديات ، مثل التوزيع غير المتكافئ لجزيئات الماس وقوة الترابط المنخفضة. لذلك ، فإن كيفية تحسين عملية التحضير وتحسين أداء المواد المركبة هو أحد الأبحاث الحالية.

آفاق مستقبلية

 

مع التطوير المستمر للتكنولوجيا ، سيستمر الطلب على أجهزة أشباه الموصلات عالية الأداء في الزيادة ، وستصبح متطلبات مواد تبديد الحرارة مرتفعة بشكل متزايد. المواد المركبة من النحاس الماس ، كنوع جديد من المواد المركب الحرارية العالية ، لها آفاق عريضة للتطبيق وإمكانية تطوير ضخمة في مجال تبديد حرارة أشباه الموصلات ، وسيصبح اتجاهًا مهمًا للتطوير في مجال تبديد حرارة أشباه الموصلات المستقبلي. وفي الوقت نفسه ، مع التحسين المستمر لعمليات التحضير وتقليل التكاليف ، من المتوقع أن يتم تطبيق المواد المركبة للماس النحاسية في المزيد من المجالات ، مما يساهم أكثر في التقدم التكنولوجي البشري وتحسين نوعية الحياة.