1980 جي ڏهاڪي کان وٺي، اليڪٽرانڪ سرڪٽس جي انضمام جي کثافت 1.5× يا ان کان وڌيڪ جي سالياني شرح سان وڌي رهي آهي. وڌيڪ انضمام آپريشن دوران وڌيڪ موجوده کثافت ۽ گرمي پيدا ڪرڻ جو سبب بڻجندو آهي.جيڪڏهن موثر طريقي سان ختم نه ڪيو وڃي، ته هي گرمي حرارتي ناڪامي جو سبب بڻجي سگهي ٿي ۽ اليڪٽرانڪ حصن جي عمر گهٽائي سگهي ٿي.
وڌندڙ حرارتي انتظام جي گهرجن کي پورو ڪرڻ لاءِ، اعليٰ حرارتي چالکائي سان جديد اليڪٽرانڪ پيڪنگنگ مواد تي وڏي پيماني تي تحقيق ۽ اصلاح ڪئي پئي وڃي.
هيرا/ٽامي جو جامع مواد
01 هيرا ۽ ٽامي
روايتي پيڪنگنگ مواد ۾ سيرامڪس، پلاسٽڪ، ڌاتو، ۽ انهن جا مصر شامل آهن. بي او ۽ ايل اين جهڙا سيرامڪس سيمي ڪنڊڪٽرز سان ملندڙ سي ٽي اي، سٺي ڪيميائي استحڪام، ۽ وچولي حرارتي چالکائي ڏيکارين ٿا. تنهن هوندي به، انهن جي پيچيده پروسيسنگ، وڏي قيمت (خاص طور تي زهريلي بي او)، ۽ ڀُرڻ جي حد ايپليڪيشنون آهن. پلاسٽڪ پيڪنگنگ گهٽ قيمت، هلڪو وزن، ۽ موصليت پيش ڪري ٿي پر خراب حرارتي چالکائي ۽ اعليٰ درجه حرارت جي عدم استحڪام جو شڪار آهي. خالص ڌاتو (Cu، Ag، Al) ۾ اعليٰ حرارتي چالکائي آهي پر گهڻي CTE آهي، جڏهن ته مصر (Cu-W، Cu-Mo) حرارتي ڪارڪردگي کي سمجهوتو ڪن ٿا. اهڙيءَ طرح، ناول پيڪنگنگ مواد جيڪي اعليٰ حرارتي چالکائي ۽ بهترين CTE کي متوازن ڪن ٿا، انهن جي فوري ضرورت آهي.
| مضبوطي | حرارتي چالکائي (W/(m·K)) | سي ٽي اي (×10⁻⁶/℃) | کثافت (g/cm³) |
| هيرا | 700-2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| بي او ذرڙا | 300 | 4.1 | 3.01 |
| AlN ذرڙا | 150-250 | 2.69 | 3.26 |
| سي سي ذرڙا | 80-200 | 4.0 | 3.21 |
| بي₄ سي جا ذرڙا | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| بورون فائبر | 40 | ~ 5.0 | 2.6 |
| ٽي آءِ سي ذرڙا | 40 | 7.4 | 4.92 |
| Al₂O₃ ذرڙا | 20-40 | 4.4 | 3.98 |
| سي آءِ سي مُڇون | 32 | 3.4 | - |
| سي اين اي جا ذرڙا | 28 | 1.44 | 3.18 |
| TiB₂ ذرڙا | 25 | 4.6 | 4.5 |
| SiO₂ ذرڙا | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
هيرا، سڀ کان سخت ڄاتل سڃاتل قدرتي مواد (محس 10)، پڻ غير معمولي ملڪيت رکي ٿوحرارتي چالکائي (200–2200 W/(m·K)).
هيرن جو مائڪرو پائوڊر
ٽامي, سان اعليٰ حرارتي/بجلي جي چالکائي (401 W/(m·K))ICs ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندو آهي.
انهن خاصيتن کي گڏ ڪندي،هيرا / ٽامي (Dia / Cu) composites- ميٽرڪس جي حيثيت سان Cu ۽ مضبوطي جي حيثيت سان هيرا - ايندڙ نسل جي حرارتي انتظام جي مواد جي طور تي ابھري رهيا آهن.
02 اهم ٺاھڻ جا طريقا
هيرا/ٽامي تيار ڪرڻ جا عام طريقا شامل آهن: پائوڊر ميٽالرجي، تيز گرمي پد ۽ تيز دٻاءُ جو طريقو، پگھلڻ جو طريقو، ڊسچارج پلازما سنٽرنگ جو طريقو، ٿڌي اسپرينگ جو طريقو، وغيره.
سنگل پارٽيڪل سائيز هيرن/ڪاپر ڪمپوزٽس جي مختلف تياري طريقن، عملن ۽ خاصيتن جو مقابلو
| پيرا ميٽر | پائوڊر ميٽالرجيءَ | ويڪيوم گرم دٻائڻ | اسپارڪ پلازما سينٽرنگ (ايس پي ايس) | هاءِ پريشر هاءِ ٽمپريچر (HPHT) | ٿڌي اسپري جي جمع | پگھلڻ جي ڇڪتاڻ |
| هيرن جو قسم | ايم بي ڊي 8 | ايڇ ايف ڊي-ڊي | ايم بي ڊي 8 | ايم بي ڊي 4 | پي ڊي اي | ايم بي ڊي 8/ايڇ ايڇ ڊي |
| ميٽرڪس | 99.8٪ ڪيو پائوڊر | 99.9٪ اليڪٽرولائيٽڪ ڪيو پائوڊر | 99.9٪ ڪيو پائوڊر | مصر/خالص ڪيو پائوڊر | خالص ڪيو پائوڊر | خالص ڪيو بلڪ/راڊ |
| انٽرفيس ۾ تبديلي | - | - | - | ب، ٽي، سي، ڪر، زر، د، مو | - | - |
| ذرات جي ماپ (μm) | 100 | 106–125 | 100-400 | 20-200 | 35-200 | 50-400 |
| حجم جو حصو (٪) | 20-60 | 40-60 | 35-60 | 60-90 | 20-40 | 60-65 |
| گرمي پد (°C) | 900 | 800-1050 | 880-950 | 1100-1300 | 350 | 1100-1300 |
| دٻاءُ (ايم پي اي) | 110 | 70 | 40-50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| وقت (منٽ) | 60 | 60-180 | 20 | 6-10 | - | 5-30 |
| نسبتي کثافت (٪) | 98.5 | 99.2–99.7 | - | - | - | 99.4–99.7 |
| ڪارڪردگي | ||||||
| بهترين حرارتي چالکائي (W/(m·K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | - | 943 |
عام Dia/Cu جامع ٽيڪنڪ شامل آهن:
(1)پائوڊر ميٽالرجيءَ
مخلوط هيرا/ڪيو پائوڊر ٺهڪندڙ ۽ سنٽر ٿيل آهن. جڏهن ته قيمت-مؤثر ۽ سادو، هي طريقو محدود کثافت، غير هم جنس مائڪرو اسٽرڪچر، ۽ محدود نموني طول و عرض پيدا ڪري ٿو.
Sانٽرنگ يونٽ
(1)هاءِ پريشر هاءِ ٽمپريچر (HPHT)
ملٽي اينول پريس استعمال ڪندي، پگھريل Cu انتهائي حالتن ۾ هيرن جي جالين ۾ داخل ٿئي ٿو، جنهن سان ڳرا مرکب پيدا ٿين ٿا. جڏهن ته، HPHT کي مهانگا سانچا گهرجن ۽ وڏي پيماني تي پيداوار لاءِ نا مناسب آهي.
Cيوبڪ پريس
(1)پگھلڻ جي ڇڪتاڻ
پگھريل Cu دٻاءُ جي مدد سان يا ڪيپيلري-ڊرائيو انفلٽريشن ذريعي هيرن جي اڳڀرائي ۾ داخل ٿئي ٿو. نتيجي ۾ ڪمپوزٽس 446 W/(m·K) کان وڌيڪ حرارتي چالکائي حاصل ڪن ٿا.
(2)اسپارڪ پلازما سينٽرنگ (ايس پي ايس)
نبض وارو ڪرنٽ تيزي سان دٻاءُ هيٺ مخلوط پائوڊر کي سينٽر ڪري ٿو. جيتوڻيڪ ڪارآمد، ايس پي ايس جي ڪارڪردگي 65 وولٽ٪ کان وڌيڪ هيرن جي حصن تي خراب ٿئي ٿي.
ڊسچارج پلازما سينٽرنگ سسٽم جو اسڪيميٽڪ ڊاگرام
(5) ٿڌي اسپري جي جمع
پائوڊر تيز ڪيا ويندا آهن ۽ سبسٽريٽ تي جمع ڪيا ويندا آهن. هي نئون طريقو مٿاڇري جي ختم ڪنٽرول ۽ حرارتي ڪارڪردگي جي تصديق ۾ چئلينجن کي منهن ڏئي ٿو.
03 انٽرفيس ۾ تبديلي
جامع مواد جي تياري لاءِ، حصن جي وچ ۾ باهمي ويٽنگ جامع عمل لاءِ هڪ ضروري شرط آهي ۽ هڪ اهم عنصر آهي جيڪو انٽرفيس جي جوڙجڪ ۽ انٽرفيس بانڊنگ اسٽيٽ کي متاثر ڪري ٿو. هيرا ۽ Cu جي وچ ۾ انٽرفيس تي غير ويٽنگ حالت هڪ تمام گهڻي انٽرفيس حرارتي مزاحمت جي ڪري ٿي. تنهن ڪري، مختلف ٽيڪنيڪل طريقن سان ٻنهي جي وچ ۾ انٽرفيس تي ترميمي تحقيق ڪرڻ تمام ضروري آهي. هن وقت، هيرا ۽ Cu ميٽرڪس جي وچ ۾ انٽرفيس جي مسئلي کي بهتر بڻائڻ لاءِ بنيادي طور تي ٻه طريقا آهن: (1) هيرا جي مٿاڇري جي ترميم جو علاج؛ (2) ڪاپر ميٽرڪس جو الائينگ علاج.
ترميمي اسڪيميٽڪ ڊاگرام: (الف) هيرن جي مٿاڇري تي سڌي پليٽنگ؛ (ب) ميٽرڪس الائينگ
(1) هيري جي مٿاڇري جي تبديلي
مضبوط ڪرڻ واري مرحلي جي مٿاڇري جي پرت تي فعال عنصرن جهڙوڪ Mo، Ti، W ۽ Cr کي پليٽ ڪرڻ سان هيرن جي انٽرفيشل خاصيتن کي بهتر بڻائي سگهجي ٿو، ان ڪري ان جي حرارتي چالکائي کي وڌائي سگهجي ٿو. سينٽرنگ مٿين عنصرن کي هيرن جي پائوڊر جي مٿاڇري تي ڪاربان سان رد عمل ڪرڻ جي قابل بڻائي سگهي ٿي ته جيئن ڪاربائيڊ منتقلي پرت ٺاهي سگهجي. هي هيرن ۽ ڌاتو جي بنياد جي وچ ۾ ويٽنگ حالت کي بهتر بڻائي ٿو، ۽ ڪوٽنگ هيرن جي جوڙجڪ کي تيز گرمي پد تي تبديل ٿيڻ کان روڪي سگهي ٿي.
(2) ٽامي ميٽرڪس جو مرکب
مواد جي جامع پروسيسنگ کان اڳ، ڌاتوءَ واري ٽامي تي پري الائينگ علاج ڪيو ويندو آهي، جيڪو عام طور تي اعليٰ حرارتي چالکائي سان جامع مواد پيدا ڪري سگهي ٿو. تانبے جي ميٽرڪس ۾ فعال عنصرن کي ڊوپ ڪرڻ سان نه رڳو هيرا ۽ ٽامي جي وچ ۾ ويٽنگ اينگل کي مؤثر طريقي سان گهٽائي سگهجي ٿو، پر هڪ ڪاربائيڊ پرت پڻ پيدا ڪري سگهجي ٿي جيڪا رد عمل کان پوءِ هيرا /Cu انٽرفيس تي تانبے جي ميٽرڪس ۾ مضبوط حل ٿيندڙ آهي. هن طريقي سان، مواد جي انٽرفيس تي موجود گھڻا خال تبديل ڪيا ويندا آهن ۽ ڀرجي ويندا آهن، ان ڪري حرارتي چالکائي بهتر ٿيندي آهي.
04 نتيجو
روايتي پيڪنگنگ مواد ترقي يافته چپس مان گرمي کي منظم ڪرڻ ۾ گهٽ هوندا آهن. ڊيا/ڪيو ڪمپوزٽس، ٽيونبل سي ٽي اي ۽ الٽرا هاءِ ٿرمل چالکائي سان، ايندڙ نسل جي اليڪٽرانڪس لاءِ هڪ تبديلي آڻيندڙ حل جي نمائندگي ڪن ٿا.
صنعت ۽ واپار کي ضم ڪندڙ هڪ اعليٰ ٽيڪنالاجي واري اداري جي طور تي، XKH هيرا/ڪاپر ڪمپوزٽس ۽ اعليٰ ڪارڪردگي واري ڌاتو ميٽرڪس ڪمپوزٽس جهڙوڪ SiC/Al ۽ Gr/Cu جي تحقيق ۽ ترقي ۽ پيداوار تي ڌيان ڏئي ٿو، اليڪٽرانڪ پيڪنگنگ، پاور ماڊلز ۽ ايرو اسپيس جي شعبن لاءِ 900W/(m·K) کان وڌيڪ حرارتي چالکائي سان جديد حرارتي انتظام حل فراهم ڪري ٿو.
ايڪس ڪي ايڇ'هيرن جي ٽامي سان ڍڪيل ليمينيٽ جامع مواد:
پوسٽ جو وقت: مئي-12-2025