Najnoviji napredak u istraživanju disipacije dijamantnih toplina

U pozadini kontinuirane evolucije u računalnim računalima visokih performansi, komunikacijskim uređajima velike snage i 3D pakiranju, toplinsko upravljanje postalo je temeljno tehnološko usko grlo koje ograničava dodatno ubrzanje čipova {}}}, posebno visoke gustoće toplinskog fluksa, pod generom, kao što je silokon) i SILOCON-CARBUCTUCTS (SILONSIDE), kao što je silokon), kao i silikon. Napravljena tradicionalna rješenja za rasipanje topline na bazi silicija postupno neodrživa .

 

Kako je materijal s najvećom toplinskom vodljivošću, dijamant je pokazao izvrsne sposobnosti raspršivanja topline u teoriji i eksperimentima, a njegova potencijalna vrijednost u područjima kao što su supstrati za raspršivanje topline, hladnjaci i integracija na čipu brzo dobiva reevaluacija . na razini su stajališta u patu i adaptaciji naprezanja.

Nedavno je istraživački tim Jiangnana iz Ningbo Instituta za materijale, Kineske akademije znanosti uspješno pripremio veliku veličinu 4- inčni ultra tanki, ultra-niski dijamantni filmski film koji se pruža ključni proboj za tehnologiju koja se kreće prema praktičnim aplikacijama za pakiranje .

 

Trenutna primjena dijamanta u području toplinskog upravljanja uglavnom se fokusira na dvije tehnološke staze: jedan je koristiti dijamant kao supstrat, u kombinaciji s materijalima silicija, gan ili sic -a za poboljšanje ukupnih performansi raspršivanja topline topline; Druga metoda je priprema dijamantnih hladnjaka ili filmova putem CVD -a, postizanje izravne disipacije topline za toplinu čipa . Međutim, bez obzira na oblik, suočava se s strukturnim izazovom "prekomjernog uklanjanja supstrata" {{1}, a manji je slučajevi u slučajevima da je debljina filma manja od 100 µp. neujednačen rast sučelja može uzrokovati značajnu deformaciju, koja ne može zadovoljiti standarde pakiranja vrućeg tiska u procesu povezivanja ., ovo je usko grlo dugo ograničilo promociju dijamantskih materijala u velikoj mjeri u primjenama raspršivanja topline u izravnoj toplini {{6}, iako su njihovi izvedbe topline na osnovu tradicionalnih materijala na tradicionalni materijal Usvajanje .

 

Istraživači su uspješno smanjili stres i ratnu stranicu dijamantskog samoodržavanja tankih filmova bez žrtvovanja kvalitete filma optimizirajući postupak taloženja pare, poboljšavajući postupak uklanjanja supstrata i toplinskog obrade . 4- inčni dijamant koji je pripravljen u čvrstini do 10 µm, u roku od 100 µ, ratu, ratu, a ratu, a manje od 100 µ, Vanjski uvjeti sile, posjedovanje sposobnosti adsorpcije za samostalno adsorpciju . Ova izvedba ne samo da ispunjava zahtjeve ratne stranice spojanja hladnjaka čipa, već pruža i mogućnost uključivanja dijamantskih filmova u napredne procese pakiranja, kao što je heterogena integracija i 3D lanac {}}} u ovom tehnološkom proboj Materijali za toplinsko upravljanje mogu se otprilike podijeliti na četiri veze: sinteza materijala, kontrola morfologije i orijentacija kristala, strukturna obrada i rezanje preciznosti i integracija s čipovima ili pakiračkim strukturama . u prvoj fazi, kineska industrija je u osnovi formirana lokalna potporna postrojenja (CONS-COINT-a) (poput methana i hydriting-a (poput hidrata Dijamantni filmovi velikog područja; Drugi korak je postizanje jezgre kvalitete filma i kontrole stresa, gdje postignuća Ningbo Materials Instituta ispunjavaju ključni tehnološki jaz; Posljednje dvije - precizne integracije obrade i pakiranja - još uvijek posjeduju nekoliko prekomorskih poduzeća s punim procesnim mogućnostima, postajući ključne kontrolne točke za domaće materijale za ulazak u industrijski kraj .

 

Posebno u polju pakiranja čipa, izravno povezivanje dijamantnih filmova na površinu čipova uređaja za napajanje (poput pojačala snage GAN) može značajno smanjiti toplinski otpor sučelja i stabilizirati temperaturu spajanja čipsa, proširujući na taj način stabilnost frekvencije u prilogu u prošlosti, zbog visokog broja površine i rata, rata u ratu. postići neizravnu raspršivanje topline, ali ovo je uvelike žrtvovalo izvrsnu toplinsku vodljivost dijamanta ., dakle, postizanje samoodržavajuće strukture s niskim površinskim naponom i visokom ravnomstvo preduvjeta je za postizanje izravnog toplinskog spajanja između čipova {3. Sustavi pakiranja na razini vafela .

 

Iz perspektive industrija nizvodno, glavne primjene materijala za toplinski upravljanje dijamantima usredotočene su na visokofrekventnu komunikaciju (poput 5G baznih stanica, milimetarskog valnog radara), elektronike velike snage (Novi pretvarači energetskog vozila, moduli za industrijsku energiju) i Chips Chips, posebno u CHERS-u) {4} 400W, učinkovitost topline tradicionalnog zračnog rashladnog sustava, učinkovitost topline doseže svoju granicu, s preko 40% potrošnje energije sustava koja se koristi za toplotno upravljanje, postajući važan nelinearni faktor koji ograničava dodatno povećanje računarske snage . Dijamantski disipacija topline, zbog njihovog visokog termalnog područja, koji se nalaze na izravno, očekuje se da je toplinski staps na izravnoj kontapuliciji, na izravnoj toplini, na izravnoj kontapulaciji, na izravnoj toplini, na izravnoj površini, assionalnog područja, na izravnoj površini CHPAPSULINESSA ISPOLOMENCIJE, COMPULINENCIJA IZLAZIJA IZGRADNJE Strukture . U ovom smjeru, međunarodne tvrtke poput Coherent and Element Six sukcesivno su objavile proizvode dijamantskog hladnjaka, ciljajući proizvođače vrhunskih čipova poput NVIDIA i AMD, dok je Kina još uvijek u fazi inženjerskih uzoraka i ciljane aplikacije na nekim vojnim poljima .

 

Iz perspektive trendova razvoja industrije, materijali za raspršivanje dijamantske topline ulaze u fazu transformacije iz "laboratorijske performanse" u "inženjersku tehnologiju" . faktori koji ograničavaju primjenu svoje razmjere više nisu usredotočeni na sama toplinska vodljivost, ali su premješteni prema problemima u industriji, kao što je to termički expans (mehaničko stajalište, i mehanička stajališta i stajališta i mehanizmu, i mehanička stajališta, i mehanizma, i mehanizma, i stajališta mehaničke procesa, i mehanizma. Zatvorena petlja "Pakiranja uređaja za materijale" može steći prvu prednost pokretača u stazi dijamantskog termičkog upravljanja . Trenutno, istraživačke institucije, uključujući China Electronics Technology Group Corporation (CETC) 38, Sveučilište Nanchang i Peking Institut za zrakoplovne materijale, promoviraju se samo-supportiranjem, u istom filmu {5 Istražite razvoj laserskog rezanja i ultrazvučne opreme za mljevenje prikladne za obradu dijamantskih lima .

 

Ukratko, ovaj tehnološki proboj ne samo da popunjava jaz u području ključnih materijala za toplinsko upravljanje u Kini, već također pruža tehničku podršku za temeljni materijalni sloj kineskog lanca industrije visokih performansi topline ({1}}} prelazak dijamantnih materijala iz "ultra," ultra toplinskog procesa ", u praktici CHIP TERMALNO UPRAVLJANJE . U budućnosti će kontinuirana iteracija oko standardiziranih sučelja, pouzdanost procesa i kompatibilnost pakiranja odrediti ključni put da se Diamond istinski prebaci s "zvjezdanog materijala" na "industrijski materijal" .