ນັບຕັ້ງແຕ່ຊຸມປີ 1980, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງວົງຈອນເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນໃນອັດຕາປະຈໍາປີຂອງ 1.5 × ຫຼືໄວກວ່າ. ການເຊື່ອມໂຍງທີ່ສູງຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນແລະການຜະລິດຄວາມຮ້ອນຫຼາຍກວ່າເກົ່າໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານ.ຖ້າບໍ່ dissipated ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ຄວາມຮ້ອນນີ້ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຄວາມຮ້ອນແລະຫຼຸດຜ່ອນອາຍຸການຂອງອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກ.
ເພື່ອຕອບສະ ໜອງ ຄວາມຮຽກຮ້ອງຕ້ອງການການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນທີ່ເພີ່ມຂື້ນ, ອຸປະກອນການຫຸ້ມຫໍ່ເອເລັກໂທຣນິກທີ່ກ້າວ ໜ້າ ດ້ວຍການ ນຳ ໃຊ້ຄວາມຮ້ອນທີ່ສູງກວ່າ ກຳ ລັງຖືກຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບ.
ເພັດ/ທອງແດງ ວັດສະດຸປະສົມ
01 ເພັດ ແລະ ທອງແດງ
ອຸປະກອນການຫຸ້ມຫໍ່ແບບດັ້ງເດີມປະກອບມີເຊລາມິກ, ພາດສະຕິກ, ໂລຫະ, ແລະໂລຫະປະສົມຂອງພວກເຂົາ. Ceramics ເຊັ່ນ BeO ແລະ AlN ວາງສະແດງ CTEs ຈັບຄູ່ semiconductors, ສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີທີ່ດີ, ແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນປານກາງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການປຸງແຕ່ງທີ່ສັບສົນຂອງພວກເຂົາ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ (ໂດຍສະເພາະແມ່ນ BeO ທີ່ເປັນພິດ), ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຈໍາກັດ brittleness. ການຫຸ້ມຫໍ່ພາດສະຕິກສະຫນອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ແລະ insulation ແຕ່ທົນທຸກຈາກການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີແລະຄວາມບໍ່ສະຖຽນລະພາບຂອງອຸນຫະພູມສູງ. ໂລຫະບໍລິສຸດ (Cu, Ag, Al) ມີການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງແຕ່ CTE ຫຼາຍເກີນໄປ, ໃນຂະນະທີ່ໂລຫະປະສົມ (Cu-W, Cu-Mo) ປະນີປະນອມປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນ. ດັ່ງນັ້ນ, ອຸປະກອນການຫຸ້ມຫໍ່ນະວະນິຍາຍທີ່ດຸ່ນດ່ຽງການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງແລະ CTE ທີ່ດີທີ່ສຸດແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນຮີບດ່ວນ.
| ການເສີມ | ການນໍາຄວາມຮ້ອນ (W/(m·K)) | CTE (×10⁻⁶/℃) | ຄວາມໜາແໜ້ນ (g/cm³) |
| ເພັດ | 700–2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| ອະນຸພາກ BeO | 300 | 4.1 | 3.01 |
| ອະນຸພາກ AlN | 150–250 | 2.69 | 3.26 |
| ອະນຸພາກ SiC | 80–200 | 4.0 | 3.21 |
| ອະນຸພາກ B₄C | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| ເສັ້ນໄຍໂບຣອນ | 40 | ~5.0 | 2.6 |
| ອະນຸພາກ TiC | 40 | 7.4 | 4.92 |
| ອະນຸພາກ Al₂O₃ | 20–40 | 4.4 | 3.98 |
| ຂີ້ໝິ້ນ SiC | 32 | 3.4 | – |
| ອະນຸພາກ Si₃N₄ | 28 | 1.44 | 3.18 |
| ອະນຸພາກTiB₂ | 25 | 4.6 | 4.5 |
| ອະນຸພາກ SiO₂ | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
ເພັດ, ເປັນອຸປະກອນທໍາມະຊາດທີ່ຮູ້ຈັກຍາກທີ່ສຸດ (Mohs 10), ຍັງມີຂໍ້ຍົກເວັ້ນການນໍາຄວາມຮ້ອນ (200–2200 W/(m·K)).
ເພັດຈຸນລະພາກ
ທອງແດງ, ກັບ ການນໍາຄວາມຮ້ອນ / ໄຟຟ້າສູງ (401 W / (m·K)), ductility, ແລະປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ ICs.
ສົມທົບຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້,ເພັດ/ທອງແດງ (Dia/Cu) ອົງປະກອບ— ກັບ Cu ເປັນ matrix ແລະເພັດເປັນ reinforcement — ກໍາລັງພົ້ນເດັ່ນຂື້ນເປັນອຸປະກອນການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນໃນຍຸກຕໍ່ໄປ.
02 ວິທີການຜະລິດທີ່ສໍາຄັນ
ວິທີການທົ່ວໄປໃນການກະກຽມເພັດ / ທອງແດງປະກອບມີ: ໂລຫະຝຸ່ນ, ວິທີການອຸນຫະພູມສູງແລະຄວາມກົດດັນສູງ, ວິທີການເຮັດໃຫ້ລະລາຍ, ວິທີການ sintering plasma, ການສີດພົ່ນເຢັນ, ແລະອື່ນໆ.
ການປຽບທຽບວິທີການກະກຽມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ຂະບວນການ ແລະຄຸນສົມບັດຂອງອົງປະກອບຂອງເພັດ/ທອງແດງຂະໜາດດຽວ
| ພາລາມິເຕີ | ຝຸ່ນໂລຫະ | ການກົດດັນສູນຍາກາດ | Spark Plasma Sintering (SPS) | ອຸນຫະພູມສູງຄວາມກົດດັນສູງ (HPHT) | ການຖິ້ມສີດພົ່ນເຢັນ | Melt Infiltration |
| ປະເພດເພັດ | MBD8 | HFD-D | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8/HHD |
| ມາຕຣິກເບື້ອງ | ຜົງ Cu 99.8%. | 99.9% electrolytic Cu ຝຸ່ນ | ຜົງ Cu 99.9%. | ໂລຫະປະສົມ / ຝຸ່ນ Cu ບໍລິສຸດ | ຜົງ Cu ບໍລິສຸດ | ອັນບໍລິສຸດ Cu bulk/rod |
| ການແກ້ໄຂການໂຕ້ຕອບ | – | – | – | B, Ti, Si, Cr, Zr, W, Mo | – | – |
| ຂະໜາດອະນຸພາກ (μm) | 100 | 106–125 | 100–400 | 20–200 | 35–200 | 50–400 |
| ສ່ວນປະລິມານ (%) | 20–60 | 40–60 | 35–60 | 60–90 | 20–40 | 60–65 |
| ອຸນຫະພູມ (°C) | 900 | 800–1050 | 880–950 | 1100–1300 | 350 | 1100–1300 |
| ຄວາມກົດດັນ (MPa) | 110 | 70 | 40–50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| ເວລາ (ນາທີ) | 60 | 60–180 | 20 | 6–10 | – | 5–30 |
| ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພີ່ນ້ອງ (%) | 98.5 | 99.2–99.7 | – | – | – | 99.4–99.7 |
| ການປະຕິບັດ | ||||||
| ການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ດີທີ່ສຸດ (W/(m·K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | – | 943 |
ເຕັກນິກການປະສົມ Dia/Cu ທົ່ວໄປລວມມີ:
(1)ຝຸ່ນໂລຫະ
ຜົງເພັດ/Cu ປະສົມຖືກບີບອັດ ແລະ ຟອກ. ໃນຂະນະທີ່ປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະງ່າຍດາຍ, ວິທີການນີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມຫນາແຫນ້ນຈໍາກັດ, ໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກທີ່ບໍ່ຄືກັນ, ແລະຂະຫນາດຕົວຢ່າງທີ່ຖືກຈໍາກັດ.
Sຫນ່ວຍບໍລິການ
(1)ອຸນຫະພູມສູງຄວາມກົດດັນສູງ (HPHT)
ການນໍາໃຊ້ການກົດດັນຫຼາຍ anvil, Cu molten infiltrates lattices ເພັດພາຍໃຕ້ສະພາບທີ່ຮ້າຍແຮງ, ການຜະລິດການປະສົມຫນາແຫນ້ນ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, HPHT ຕ້ອງການ molds ລາຄາແພງແລະບໍ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່.
Cກົດ ubic
(1)Melt Infiltration
Molten Cu permeates preforms ເພັດໂດຍຜ່ານການ infiltration ດ້ວຍຄວາມກົດດັນຫຼື capillary-driven. ອົງປະກອບທີ່ເປັນຜົນໄດ້ບັນລຸ> 446 W/(m·K) ການນໍາຄວາມຮ້ອນ.
(2)Spark Plasma Sintering (SPS)
Pulsed ປະຈຸບັນ sinters ຜົງປະສົມຢ່າງໄວວາພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າປະສິດທິພາບ, ການປະຕິບັດ SPS ຫຼຸດລົງທີ່ເສດສ່ວນເພັດ > 65 vol%.
ແຜນວາດແຜນຜັງຂອງລະບົບ sintering plasma ລົງຂາວ
(5) ການຖິ້ມສີດພົ່ນເຢັນ
ຜົງຖືກເລັ່ງແລະຝາກໃສ່ຊັ້ນໃຕ້ດິນ. ວິທີການເລີ່ມຕົ້ນນີ້ປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍໃນການຄວບຄຸມການສໍາເລັດຮູບດ້ານຫນ້າແລະການກວດສອບປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນ.
03 ການແກ້ໄຂການໂຕ້ຕອບ
ສໍາລັບການກະກຽມວັດສະດຸປະສົມ, ການປຽກເຊິ່ງກັນແລະກັນລະຫວ່າງອົງປະກອບແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນເບື້ອງຕົ້ນສໍາລັບຂະບວນການປະສົມແລະເປັນປັດໃຈສໍາຄັນທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ໂຄງສ້າງຂອງການໂຕ້ຕອບແລະສະຖານະການເຊື່ອມໂຍງຂອງການໂຕ້ຕອບ. ສະພາບທີ່ບໍ່ wetting ໃນການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງເພັດແລະ Cu ນໍາໄປສູ່ການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນໃນການໂຕ້ຕອບສູງຫຼາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນເປັນສິ່ງ ສຳ ຄັນຫຼາຍທີ່ຈະເຮັດການຄົ້ນຄວ້າການດັດແກ້ກ່ຽວກັບການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງສອງຄົນໂດຍຜ່ານວິທີການຕ່າງໆທາງວິຊາການ. ໃນປັດຈຸບັນ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນສອງວິທີການປັບປຸງບັນຫາການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງເພັດແລະ Cu matrix: (1) ການປິ່ນປົວການດັດແປງດ້ານຂອງເພັດ; (2) ການປິ່ນປົວໂລຫະປະສົມຂອງມາຕຣິກເບື້ອງທອງແດງ.
ແຜນວາດ schematic ການດັດແກ້: (a) ແຜ່ນໂດຍກົງໃສ່ດ້ານຂອງເພັດ; (b) ໂລຫະປະສົມມາຕຣິກເບື້ອງ
(1) ການດັດແປງດ້ານຂອງເພັດ
ການວາງອົງປະກອບທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວເຊັ່ນ Mo, Ti, W ແລະ Cr ໃນຊັ້ນຫນ້າດິນຂອງໄລຍະການເສີມສ້າງສາມາດປັບປຸງຄຸນລັກສະນະ interfacial ຂອງເພັດ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນຂອງມັນ. Sintering ສາມາດເຮັດໃຫ້ອົງປະກອບຂ້າງເທິງນີ້ປະຕິກິລິຍາກັບຄາບອນຢູ່ໃນຫນ້າດິນຂອງຝຸ່ນເພັດເພື່ອສ້າງເປັນຊັ້ນການປ່ຽນ carbide. ນີ້ optimizes ສະຖານະ wetting ລະຫວ່າງເພັດແລະຖານໂລຫະ, ແລະການເຄືອບສາມາດປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ໂຄງສ້າງຂອງເພັດຈາກການປ່ຽນແປງໃນອຸນຫະພູມສູງ.
(2) ໂລຫະປະສົມຂອງມາຕຣິກເບື້ອງທອງແດງ
ກ່ອນທີ່ຈະປຸງແຕ່ງວັດສະດຸປະສົມ, ການປິ່ນປົວທາງສ່ວນຫນ້າຂອງໂລຫະປະສົມແມ່ນດໍາເນີນດ້ວຍທອງແດງໂລຫະ, ເຊິ່ງສາມາດຜະລິດວັດສະດຸປະສົມທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງໂດຍທົ່ວໄປ. Doping ອົງປະກອບທີ່ຫ້າວຫັນໃນ matrix ທອງແດງສາມາດບໍ່ພຽງແຕ່ປະສິດທິພາບການຫຼຸດຜ່ອນການ wetting Angle ລະຫວ່າງເພັດແລະທອງແດງ, ແຕ່ຍັງສ້າງຊັ້ນ carbide ແຂງທີ່ລະລາຍໃນ matrix ທອງແດງຢູ່ໃນການໂຕ້ຕອບຂອງເພັດ / Cu ຫຼັງຈາກຕິກິຣິຍາ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຊ່ອງຫວ່າງສ່ວນໃຫຍ່ທີ່ມີຢູ່ໃນສ່ວນຕິດຕໍ່ວັດສະດຸແມ່ນໄດ້ຖືກດັດແກ້ແລະຕື່ມ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງການນໍາຄວາມຮ້ອນ.
04 ສະຫຼຸບ
ອຸປະກອນການຫຸ້ມຫໍ່ແບບດັ້ງເດີມຫຼຸດລົງໃນການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນຈາກຊິບຂັ້ນສູງ. Dia/Cu composites, ທີ່ມີ CTE ທີ່ສາມາດປັບໄດ້ ແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ເປັນຕົວແທນຂອງການແກ້ໄຂການຫັນປ່ຽນສໍາລັບເອເລັກໂຕຣນິກລຸ້ນຕໍ່ໄປ.
ໃນຖານະເປັນວິສາຫະກິດເຕັກໂນໂລຊີສູງປະສົມປະສານອຸດສາຫະກໍາແລະການຄ້າ, XKH ສຸມໃສ່ການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາແລະການຜະລິດຂອງເພັດ / ທອງແດງ composites ໂລຫະປະສິດທິພາບສູງເຊັ່ນ: SiC / Al ແລະ Gr / Cu, ສະຫນອງການແກ້ໄຂການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນທີ່ມີນະວັດກໍາທີ່ມີ conductivity ຄວາມຮ້ອນຂອງຫຼາຍກ່ວາ 900W / (m·K) ສໍາລັບພາກສະຫນາມຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານແລະພື້ນທີ່.
XKH's ເພັດທອງແດງ clad laminate ວັດສະດຸປະສົມ:
ເວລາປະກາດ: 12-05-2025