ከ1980ዎቹ ጀምሮ የኤሌክትሮኒክስ ወረዳዎች ውህደት መጠጋጋት በ1.5× ወይም በፍጥነት እየጨመረ ነው። ከፍተኛ ውህደት ወደ ከፍተኛ የአሁኑ እፍጋቶች እና በሚሠራበት ጊዜ ሙቀት ማመንጨትን ያመጣል.በብቃት ካልተሟጠጠ, ይህ ሙቀት የሙቀት ብልሽትን ሊያስከትል እና የኤሌክትሮኒካዊ ክፍሎችን ህይወት ይቀንሳል.
ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ የመጣውን የሙቀት አስተዳደር ፍላጎቶችን ለማሟላት የላቀ የሙቀት መቆጣጠሪያ ያላቸው የላቀ የኤሌክትሮኒክስ ማሸጊያ እቃዎች በስፋት እየተመረመሩ እና እየተመቻቹ ነው።
አልማዝ/መዳብ የተዋሃደ ቁሳቁስ
01 አልማዝ እና መዳብ
ባህላዊ ማሸጊያ እቃዎች ሴራሚክስ, ፕላስቲኮች, ብረቶች እና ውህዶቻቸው ያካትታሉ. እንደ ቤኦ እና አልኤን ያሉ ሴራሚክስ CTEs ተዛማጅ ሴሚኮንዳክተሮችን፣ ጥሩ የኬሚካል መረጋጋትን እና መጠነኛ የሙቀት መቆጣጠሪያን ያሳያሉ። ነገር ግን፣ ውስብስብ አቀነባበር፣ ከፍተኛ ወጪ (በተለይም መርዛማ ቤኦ) እና የስብራት ገደብ አፕሊኬሽኖች። የፕላስቲክ ማሸጊያዎች ዝቅተኛ ዋጋ, ቀላል ክብደት እና መከላከያ ያቀርባል ነገር ግን ደካማ የሙቀት መቆጣጠሪያ እና ከፍተኛ ሙቀት አለመረጋጋት ይሠቃያል. ንፁህ ብረቶች (Cu, Ag, Al) ከፍተኛ የሙቀት ማስተላለፊያ (thermal conductivity) አላቸው ነገር ግን ከመጠን በላይ CTE አላቸው, ውህዶች (Cu-W, Cu-Mo) የሙቀት አፈፃፀምን ይጎዳሉ. ስለሆነም ከፍተኛ የሙቀት ምጣኔን እና ጥሩውን CTE የሚያስተካክሉ ልብ ወለድ ማሸጊያ እቃዎች በአስቸኳይ ያስፈልጋሉ።
| ማጠናከሪያ | የሙቀት ምግባራት (W/(m·K)) | CTE (×10⁻⁶/℃) | ትፍገት (ግ/ሴሜ³) |
| አልማዝ | 700-2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| የቤኦ ቅንጣቶች | 300 | 4.1 | 3.01 |
| አልኤን ቅንጣቶች | 150-250 | 2.69 | 3.26 |
| የሲሲ ቅንጣቶች | 80–200 | 4.0 | 3.21 |
| B₄C ቅንጣቶች | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| ቦሮን ፋይበር | 40 | ~5.0 | 2.6 |
| የቲሲ ቅንጣቶች | 40 | 7.4 | 4.92 |
| አል₂O₃ ቅንጣቶች | 20–40 | 4.4 | 3.98 |
| የሲሲ ጢስ ማውጫ | 32 | 3.4 | – |
| ሲ₃N₄ ቅንጣቶች | 28 | 1.44 | 3.18 |
| TiB₂ ቅንጣቶች | 25 | 4.6 | 4.5 |
| SiO₂ ቅንጣቶች | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
አልማዝ, በጣም የሚታወቀው የተፈጥሮ ቁሳቁስ (Mohs 10), ልዩ ባህሪም አለውየሙቀት መቆጣጠሪያ (200-2200 ዋ / (m· ኪ)).
የአልማዝ ማይክሮ-ዱቄት
መዳብ, ጋር ከፍተኛ ሙቀት/ኤሌክትሪክ (401 ዋ/(m·K)), ductility እና ወጪ ቆጣቢነት, በICs ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል.
እነዚህን ንብረቶች በማጣመር;አልማዝ / መዳብ (ዲያ / ኩ) ጥንቅሮች- Cu እንደ ማትሪክስ እና አልማዝ እንደ ማጠናከሪያ - እንደ ቀጣዩ ትውልድ የሙቀት አስተዳደር ቁሶች እየወጡ ነው።
02 ቁልፍ የማምረት ዘዴዎች
አልማዝ / መዳብ ለማዘጋጀት የተለመዱ ዘዴዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ: የዱቄት ብረታ ብረት, ከፍተኛ ሙቀት እና ከፍተኛ ግፊት ዘዴ, ማቅለጫ ዘዴ, የፕላዝማ ፈሳሽ ማስወገጃ ዘዴ, ቀዝቃዛ የመርጨት ዘዴ, ወዘተ.
የተለያዩ የዝግጅት ዘዴዎችን, ሂደቶችን እና የነጠላ-ቅንጣት መጠን የአልማዝ / የመዳብ ድብልቅ ባህሪያትን ማወዳደር
| መለኪያ | የዱቄት ብረታ ብረት | ቫኩም ሙቅ-በመጫን | Spark Plasma Sintering (SPS) | ከፍተኛ-ግፊት ከፍተኛ-ሙቀት (HPHT) | ቀዝቃዛ የሚረጭ ማስቀመጫ | መቅለጥ ሰርጎ መግባት |
| የአልማዝ ዓይነት | MBD8 | ኤችኤፍዲ-ዲ | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8/HHD |
| ማትሪክስ | 99.8% ኩብ ዱቄት | 99.9% ኤሌክትሮይቲክ ኩ ዱቄት | 99.9% ኩብ ዱቄት | ቅይጥ / ንጹህ Cu ዱቄት | ንጹህ የኩ ዱቄት | ንጹህ Cu የጅምላ / ዘንግ |
| የበይነገጽ ማሻሻያ | – | – | – | B፣ Ti፣ Si፣ Cr፣ Zr፣ W፣ Mo | – | – |
| የቅንጣት መጠን (μm) | 100 | 106–125 | 100–400 | 20–200 | 35–200 | 50–400 |
| ክፍልፋይ (%) | 20–60 | 40–60 | 35–60 | 60–90 | 20–40 | 60–65 |
| የሙቀት መጠን (° ሴ) | 900 | 800-1050 | 880–950 | 1100-1300 | 350 | 1100-1300 |
| ግፊት (MPa) | 110 | 70 | 40–50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| ጊዜ (ደቂቃ) | 60 | 60–180 | 20 | 6–10 | – | 5–30 |
| አንጻራዊ ትፍገት (%) | 98.5 | 99.2-99.7 | – | – | – | 99.4-99.7 |
| አፈጻጸም | ||||||
| ምርጥ የሙቀት መጠን (ወ/(m·K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | – | 943 |
የተለመዱ የዲያ/ኩ ድብልቅ ቴክኒኮች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡-
(1)የዱቄት ብረታ ብረት
የተቀላቀለ የአልማዝ/C ዱቄቶች ተጨምቀው እና ተጣብቀዋል። ወጪ ቆጣቢ እና ቀላል ቢሆንም፣ ይህ ዘዴ ውሱን እፍጋትን፣ ተመሳሳይነት የሌላቸው ጥቃቅን መዋቅሮችን እና የተከለከሉ የናሙና ልኬቶችን ያመጣል።
Sintering ክፍል
(1)ከፍተኛ-ግፊት ከፍተኛ-ሙቀት (HPHT)
የብዝሃ-አንቪል ማተሚያዎችን በመጠቀም፣ ቀልጦ Cu የአልማዝ ጥልፍልፍ በከፍተኛ ሁኔታ ውስጥ ሰርጎ በመግባት ጥቅጥቅ ያሉ ውህዶችን ይፈጥራል። ይሁን እንጂ HPHT ውድ የሆኑ ሻጋታዎችን ይፈልጋል እና ለትላልቅ ምርቶች ተስማሚ አይደለም.
Cubic ይጫኑ
(1)መቅለጥ ሰርጎ መግባት
ሞልተን ኩ የአልማዝ ቅድመ ቅርጾችን በግፊት በመታገዝ ወይም በካፒላሪ-ተነድፏል ሰርጎ መግባት ነው። የውጤት ውህዶች>446 W/(m·K) thermal conductivity ያሳካሉ።
(2)Spark Plasma Sintering (SPS)
ፑልዝድ ጅረት በፍጥነት ጫና ስር ያሉ ዱቄቶችን ያሰራጫል። ምንም እንኳን ቀልጣፋ ቢሆንም፣ የ SPS አፈጻጸም በአልማዝ ክፍልፋዮች>65 ቮል% ይቀንሳል።
የመልቀቂያ ፕላዝማ ሲንቴሪንግ ሲስተም ንድፍ ንድፍ
(5) ቀዝቃዛ የሚረጭ ማስቀመጫ
ዱቄቶች የተጣደፉ እና በንጥረ ነገሮች ላይ ይቀመጣሉ። ይህ አዲስ ዘዴ የገጽታ አጨራረስ ቁጥጥር እና የሙቀት አፈጻጸም ማረጋገጫ ላይ ተግዳሮቶችን ያጋጥመዋል።
03 የበይነገጽ ማሻሻያ
የተዋሃዱ ቁሳቁሶችን ለማዘጋጀት በንጥረ ነገሮች መካከል ያለው የእርጥበት እርጥበታማነት ለስብስብ ሂደት አስፈላጊ ቅድመ ሁኔታ እና የበይነገጽ መዋቅር እና የበይነገጽ ትስስር ሁኔታ ላይ ተጽእኖ የሚያሳድር አስፈላጊ ነገር ነው. በአልማዝ እና በኩ መካከል ባለው በይነገጽ ላይ ያለው እርጥብ ያልሆነ ሁኔታ በጣም ከፍተኛ የሆነ የሙቀት መከላከያን ያመጣል. ስለዚህ በሁለቱ መካከል ያለውን ግንኙነት በተለያዩ ቴክኒካል መንገዶች የማሻሻያ ጥናት ማካሄድ በጣም ወሳኝ ነው። በአሁኑ ጊዜ በአልማዝ እና በ Cu ማትሪክስ መካከል ያለውን የበይነገጽ ችግር ለማሻሻል በዋናነት ሁለት ዘዴዎች አሉ፡ (1) የአልማዝ ንጣፍ ማስተካከያ; (2) የመዳብ ማትሪክስ ቅይጥ አያያዝ.
የማሻሻያ ንድፍ ንድፍ፡ (ሀ) በአልማዝ ወለል ላይ ቀጥታ መትከል; (ለ) ማትሪክስ ቅይጥ
(1) የአልማዝ ንጣፍ ማሻሻያ
እንደ ሞ፣ ቲ፣ ደብሊው እና ክአር ያሉ ንቁ ንጥረ ነገሮችን በማጠናከሪያው ደረጃ ላይ ባለው ንጣፍ ላይ መትከል የአልማዝ የፊት ገጽታን ባህሪያቶች ያሻሽላል፣ በዚህም የሙቀት መጠኑን ያሳድጋል። የካርቦሃይድሬት ሽግግር ሽፋን ለመፍጠር ከላይ ያሉትን ንጥረ ነገሮች በአልማዝ ዱቄት ላይ ካለው ካርቦን ጋር ምላሽ እንዲሰጡ ያስችላቸዋል። ይህ በአልማዝ እና በብረት መሠረት መካከል ያለውን የእርጥበት ሁኔታ ያመቻቻል, እና ሽፋኑ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ የአልማዝ መዋቅር እንዳይለወጥ ይከላከላል.
(2) የመዳብ ማትሪክስ ቅይጥ
የቁሳቁሶች ድብልቅ ከመደረጉ በፊት የቅድመ-ቅይጥ ህክምና የሚከናወነው በብረታ ብረት መዳብ ላይ ሲሆን ይህም በአጠቃላይ ከፍተኛ የሙቀት አማቂ ኃይል ያለው የተቀናጁ ቁሳቁሶችን ማምረት ይችላል. በመዳብ ማትሪክስ ውስጥ ያሉ ንቁ ንጥረ ነገሮች በአልማዝ እና በመዳብ መካከል ያለውን የእርጥበት ማእዘን በብቃት መቀነስ ብቻ ሳይሆን ፣ ምላሽ ከተሰጠ በኋላ በአልማዝ / CU በይነገጽ ውስጥ በመዳብ ማትሪክስ ውስጥ ጠንካራ የሚሟሟ የካርቦዳይድ ሽፋን ይፈጥራል። በዚህ መንገድ, በቁሳቁስ በይነገጽ ላይ ያሉት አብዛኛዎቹ ክፍተቶች ተስተካክለው እና የተሞሉ ናቸው, በዚህም የሙቀት መቆጣጠሪያውን ያሻሽላል.
04 መደምደሚያ
የተለመዱ የማሸጊያ እቃዎች ከላቁ ቺፖችን ሙቀትን በመቆጣጠር ረገድ አጭር ናቸው. የዲያ/Cዩ ውህዶች፣ ከተስተካከለ CTE እና ultrahigh thermal conductivity ጋር፣ ለቀጣይ ትውልድ ኤሌክትሮኒክስ ለውጥ አድራጊ መፍትሄን ይወክላሉ።
እንደ ከፍተኛ የቴክኖሎጂ ኢንተርፕራይዝ ኢንደስትሪ እና ንግድን በማዋሃድ፣ XKH የሚያተኩረው የአልማዝ/መዳብ ውህዶች እና ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው የብረታ ብረት ማትሪክስ ውህዶች እንደ ሲሲ/አል እና ጂ/ኩ ባሉ ምርምር እና ልማት ላይ ሲሆን ለኤሌክትሮኒካዊ ማሸጊያ እና ኤሮክ ሞጁሎች ከ900W/(m·K) በላይ ባለው የሙቀት መቆጣጠሪያ አማካኝነት አዳዲስ የሙቀት አስተዳደር መፍትሄዎችን ይሰጣል።
XKH's የአልማዝ መዳብ ለጥፍ ከተነባበረ የተነባበረ ነገር:
የፖስታ ሰአት፡- ግንቦት-12-2025