1980-nji ýyllardan başlap, elektron zynjyrlaryň integrasiýa dykyzlygy ýyllyk 1,5 × ýa-da has çalt ösýär. Higherokary integrasiýa, iş wagtynda has köp dykyzlyga we ýylylyk öndürilmegine getirýär.Netijeli ýaýramasa, bu ýylylyk termiki näsazlyga sebäp bolup biler we elektron bölekleriniň ömrüni azaldar.
Ösýän ýylylyk dolandyryş talaplaryny kanagatlandyrmak üçin ýokary ýylylyk geçirijiligi bolan ösen elektron gaplama materiallary giňişleýin gözlenýär we optimizirlenýär.
Göwher / mis birleşýän material
01 Göwher we mis
Adaty gaplama materiallaryna keramika, plastmassa, metallar we olaryň erginleri girýär. BeO we AlN ýaly keramika ýarymgeçirijilere laýyk gelýän CTE-leri, gowy himiki durnuklylygy we ortaça ýylylyk geçirijiligini görkezýär. Şeýle-de bolsa, olaryň çylşyrymly gaýtadan işlenmegi, ýokary bahasy (esasanam zäherli BeO) we ýumşaklyk programmalary çäklendirýär. Plastiki gaplama arzan bahany, ýeňil agramy we izolýasiýany hödürleýär, ýöne ýylylyk geçirijiliginiň pesliginden we ýokary temperatura durnuksyzlygyndan ejir çekýär. Arassa metallar (Cu, Ag, Al) ýokary ýylylyk geçirijiligine eýe, ýöne aşa köp CTE, erginler (Cu-W, Cu-Mo) ýylylyk öndürijiligini bozýar. Şeýlelik bilen, ýokary ýylylyk geçirijiligini we optimal CTE-ni deňleşdirýän täze gaplaýyş materiallary gyssagly zerur.
| Güýçlendirmek | Malylylyk geçirijiligi (W / (m · K)) | CTE (× 10⁻⁶ / ℃) | Dykyzlygy (g / cm³) |
| Göwher | 700–2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| BeO bölejikleri | 300 | 4.1 | 3.01 |
| AlN bölejikleri | 150–250 | 2.69 | 3.26 |
| SiC bölejikleri | 80–200 | 4.0 | 3.21 |
| B₄C bölejikleri | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| Bor süýümi | 40 | ~ 5.0 | 2.6 |
| TiC bölejikleri | 40 | 7.4 | 4.92 |
| Al₂O₃ bölejikleri | 20-40 | 4.4 | 3.98 |
| SiC pyşyrdy | 32 | 3.4 | - |
| Si₃N₄ bölejikleri | 28 | 1.44 | 3.18 |
| TiB₂ bölejikleri | 25 | 4.6 | 4.5 |
| SiO₂ bölejikleri | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
Göwher, iň belli tebigy material (Mohs 10) hem ajaýyp zatlara eýedirýylylyk geçirijiligi (200–2200 W / (m · K)).
Göwher mikro-poroşok
Mis, bilen ýokary ýylylyk / elektrik geçirijiligi (401 W / (m · K)), süýümlilik we çykdajy netijeliligi IC-lerde giňden ulanylýar.
Bu häsiýetleri birleşdirip,göwher / mis (Dia / Cu) kompozitleri- Cu bilen matrisa we güýçlendiriji hökmünde göwher - indiki nesil ýylylyk dolandyryş materiallary hökmünde ýüze çykýar.
02 Esasy önümçilik usullary
Göwher / mis taýýarlamagyň umumy usullary şulary öz içine alýar: poroşok metallurgiýasy, ýokary temperatura we ýokary basyşly usul, çümdürmegiň usuly, plazmany süzmek usuly, sowuk pürkmek usuly we ş.m.
Bir bölejik ölçegli göwher / mis kompozitleriniň dürli taýýarlyk usullaryny, amallaryny we häsiýetlerini deňeşdirmek
| Parametr | Poroşok metallurgiýasy | Wakuum gyzgyn basmak | Uçgun plazma sinteri (SPS) | Pressokary basyşly ýokary temperatura (HPHT) | Sowuk spreý çöketligi | Infiltrasiýa |
| Göwher görnüşi | MBD8 | HFD-D | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8 / HHD |
| Matrisa | 99,8% Cu tozy | 99,9% elektrolitik Cu tozy | 99,9% Cu tozy | Garyndy / arassa Cu tozy | Pure Cu tozy | Pure Cu köpçülik / hasa |
| Interfeýsiň üýtgemegi | - | - | - | B, Ti, Si, Cr, Zr, W, Mo. | - | - |
| Bölejikleriň ululygy (μm) | 100 | 106–125 | 100–400 | 20–200 | 35–200 | 50–400 |
| Sesiň bölegi (%) | 20–60 | 40–60 | 35–60 | 60–90 | 20-40 | 60–65 |
| Temperatura (° C) | 900 | 800-1050 | 880–950 | 1100–1300 | 350 | 1100–1300 |
| Basyş (MPa) | 110 | 70 | 40–50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| Wagt (min) | 60 | 60–180 | 20 | 6-10 | - | 5-30 |
| Otnositel dykyzlyk (%) | 98.5 | 99.2–99.7 | - | - | - | 99.4–99.7 |
| Çykyş | ||||||
| Iň amatly ýylylyk geçirijiligi (W / (m · K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | - | 943 |
Umumy Dia / Cu birleşme usullary şulary öz içine alýar:
(1)Poroşok metallurgiýasy
Garylan göwher / Cu tozanlary gysylýar we süzülýär. Tygşytly we ýönekeý bolsa-da, bu usul çäkli dykyzlygy, birmeňzeş mikrostrukturalary we çäklendirilen nusga ölçeglerini berýär.
Skesiş bölümi
(1)Pressokary basyşly ýokary temperatura (HPHT)
Köp anwilli pressleri ulanyp, eredilen Cu aşa şertlerde göwher panjaralara aralaşýar we dykyz kompozitler öndürýär. Şeýle-de bolsa, HPHT gymmat galyplary talap edýär we uly göwrümli önümçilik üçin ýaramly däl.
Cubic press
(1)Infiltrasiýa
Eredilen Cu, göwher preformlaryny basyşly ýa-da kapilýarly infiltrasiýa arkaly geçirýär. Netijede kompozitler> 446 W / (m · K) ýylylyk geçirijiligine ýetýärler.
(2)Uçgun plazma sinteri (SPS)
Pulsirlenen tok çalt sinterler basyş astynda garylan poroşoklar. Netijeli bolsa-da, SPS öndürijiligi göwher fraksiýalarynda> 65 vol% peselýär.
Akymyň plazma sinter ulgamynyň shemasy
(5) Sowuk spreý çöketligi
Poroşoklar çaltlaşdyrylýar we substratlara goýulýar. Bu täze usul, ýerüsti gutarnykly gözegçilik we ýylylyk öndürijiligini barlamakda kynçylyklar bilen ýüzbe-ýüz bolýar.
03 Interfeýsiň üýtgemegi
Birleşdirilen materiallary taýýarlamak üçin, komponentleriň arasyndaky özara çyglylyk, birleşmek prosesi üçin zerur şert we interfeýs gurluşyna we interfeýs baglanyşygyna täsir edýän möhüm faktor. Almaz bilen Cu arasyndaky interfeýsde çygly däl ýagdaý, gaty ýokary interfeýs termiki garşylyga getirýär. Şonuň üçin dürli tehniki serişdeler arkaly ikisiniň interfeýsinde üýtgeşme gözleglerini geçirmek gaty möhümdir. Häzirki wagtda göwher we Cu matrisa arasynda interfeýs meselesini gowulandyrmagyň esasan iki usuly bar: (1) göwheriň üstü üýtgetmek bejergisi; (2) Mis matrisanyň garyndy bejergisi.
Üýtgetmegiň shematiki diagrammasy: (a) göwheriň ýüzüne göni örtük; (b) Matrisa garyndysy
(1) Göwheriň ýerüsti üýtgemegi
Güýçlendiriji fazanyň üst gatlagyna Mo, Ti, W we Cr ýaly işjeň elementleri dakmak, göwheriň interfeýs aýratynlyklaryny gowulaşdyryp, ýylylyk geçirijiligini ýokarlandyryp biler. Süzmek, ýokardaky elementlere göwher tozanynyň üstündäki uglerod bilen reaksiýa berip, karbid geçiş gatlagyny emele getirip biler. Bu göwher bilen demir bazanyň arasyndaky çygly ýagdaýy optimallaşdyrýar we örtük, ýokary temperaturada göwheriň gurluşynyň üýtgemeginiň öňüni alyp biler.
(2) Mis matrisanyň garyndysy
Materiallary birleşdirip gaýtadan işlemezden ozal, ýokary ýylylyk geçirijiligi bilen birleşdirilen materiallary öndürip bilýän metal misde öňünden eriş bejergisi geçirilýär. Mis matrisadaky işjeň elementleri doping etmek diňe bir göwher bilen misiň arasyndaky çygly burçy effektiw azaltmak bilen çäklenmän, reaksiýadan soň göwher / Cu interfeýsinde mis matrisada gaty eräp bilýän karbid gatlagyny hem döredip biler. Şeýlelik bilen, material interfeýsinde bar bolan boşluklaryň köpüsi üýtgedilýär we doldurylýar, şeýlelik bilen ýylylyk geçirijiligini ýokarlandyrýar.
04 Netije
Adaty gaplama materiallary ösen çiplerden ýylylygy dolandyrmakda ýetmezçilik edýär. Dia / Cu kompozitleri, sazlap boljak CTE we ultra ýokary ýylylyk geçirijiligi bilen, indiki nesil elektronikasy üçin üýtgeýän çözgüdi görkezýär.
Senagat we söwdany birleşdirýän ýokary tehnologiýaly kärhana hökmünde XKH göwher / mis kompozitlerini we SiC / Al we Gr / Cu ýaly ýokary öndürijilikli metal matrisa kompozitlerini öwrenmäge we öndürmäge, elektron gaplama, güýç modullary we howa giňişligi üçin 900W / (m · K) ýylylyk geçirijiligi bilen innowasion ýylylyk dolandyryş çözgütlerini üpjün edýär.
XKH's Almaz mis örtükli laminat birleşdirilen material:
Iş wagty: 12-2025-nji maý