جزئیات وبلاگ

با کوچک‌تر شدن دستگاه‌های الکترونیکی و افزایش تراکم توان، یک چالش جدید و فوری پدیدار شده است: مدیریت حرارتی. افزایش سریع تقاضای توان باعث شده است که تراشه‌ها به محدودیت‌های حرارتی برسند، و کاهش عملکرد ناشی از گرما به طور بالقوه می‌تواند راندمان را تا 30٪ کاهش دهد. راه‌حل‌های سنتی مدیریت حرارتی، مانند زیرلایه‌های مسی یا سرامیکی، در مقابله با این شرایط شدید ناکافی هستند. در این مقطع حساس، کامپوزیت‌های کاربید سیلیکون/آلومینیوم (SiC/Al) به عنوان راه‌حل نهایی برای بسته‌بندی الکترونیکی نسل بعدی ظهور می‌کنند. خواص حرارتی و مکانیکی سفارشی آن‌ها، آن‌ها را به عامل کلیدی برای پیشرفت در وسایل نقلیه الکتریکی (EV)، ارتباطات 5G/6G و فناوری‌های هوافضا تبدیل می‌کند.

I. معضل حرارتی: «قاتل نامرئی» عملکرد بالا

چالش با مواد سنتی

تکامل مدارهای مجتمع (ICs) مدیریت حرارتی کارآمد را به محدودیت اصلی عملکرد و قابلیت اطمینان تبدیل کرده است. با افزایش نیاز به دستگاه‌های سریع‌تر، کوچک‌تر و قدرتمندتر، مواد سنتی دیگر نیازهای فزاینده را برآورده نمی‌کنند.

زیبایی کامپوزیت‌های SiC/Al در توانایی آن‌ها در ترکیبسفتی انبساط کم ذرات SiC بابازدهی هدایت بالا ماتریس Al نهفته است و تعادل ایده‌آلی را برای بسته‌بندی الکترونیکی پیشرفته ارائه می‌دهد.

II. غواصی عمیق فناوری: ارزش اصلی SiC/Al

عملکرد برتر کامپوزیت‌های SiC/Al ناشی از طراحی مهندسی دقیق و خواص مواد سفارشی است.

1. دقت CTE: یک تطابق حرارتی «هدایت شده با دقت»

با تنظیم کسر حجمی ذرات SiC (معمولاً بین 55٪ و 70٪)، مهندسان می‌توانندCTE کامپوزیت را تنظیم کنند تا با تراشه‌های سیلیکونی (تقریباً 3.0 × 10⁻⁶ K⁻¹) مطابقت داشته باشد. این امر منجر به یک زیرلایه می‌شود که با همان سرعت تراشه منبسط و منقبض می‌شود و از شکست‌های ناشی از تنش در طول نوسانات دما جلوگیری می‌کند - عاملی حیاتی برای قابلیت اطمینان طولانی مدت.

2. بهره‌وری هزینه و تولید نزدیک به شکل خالص

کامپوزیت‌های SiC/Al با استفاده از روش‌هاینفوذ فلز مایع مانند نفوذ بدون فشار و فشار تولید می‌شوند. مزایای این رویکرد تولید عبارتند از:

• کنترل هزینه: در مقایسه با روش‌های متالورژی پودر، نفوذ فلز مایع مقرون به صرفه‌تر است.

• قابلیت شکل‌دهی نزدیک به شکل خالص: هندسه‌های پیچیده را می‌توان در یک مرحله واحد تشکیل داد، که نیاز به ماشین‌کاری ثانویه را کاهش می‌دهد و ضایعات مواد را به حداقل می‌رساند. این راندمان تضمین می‌کند که SiC/Al نه تنها برای کاربردهای کم حجم و با دقت بالا (به عنوان مثال، دفاع) مناسب است، بلکه برای بازارهای تجاری با حجم بالا نیز در دسترس است.

این مزیت تولید همچنین به SiC/Al اجازه می‌دهد تا مقیاس‌پذیری بالایی را حفظ کند و آن را برای تولید انبوه در بخش‌های تجاری و نظامی مناسب می‌سازد.

III. تأثیر بازار: نوآوری در سه بخش کلیدی

کامپوزیت‌های SiC/Al به سرعت از تحقیقات آزمایشگاهی به تولید اصلی منتقل می‌شوند و پتانسیل دگرگون‌کننده‌ای را در چندین صنعت با رشد بالا ارائه می‌دهند:

1. انقلاب انرژی سبز: EV و ماژول‌های IGBT

• کاربرد: SiC/Al در صفحات پایه و زیرلایه‌های پخش‌کننده حرارت برای ماژول‌هایIGBT/SiC MOSFET در اینورترهای وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می‌شود.

• مشکل حل شده: تطابقCTE عالی SiC/Al طول عمر چرخه حرارتی ماژول‌های قدرت حیاتی را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد، که برای قابلیت اطمینان و طول عمر پیشرانه‌های EV ضروری است. علاوه بر این، خواص سبک وزن آن مستقیماً به افزایش برد و راندمان خودرو کمک می‌کند.

2. ارتباطات فوق سریع: ایستگاه‌های پایه 5G/6G و رادار

• کاربرد: کامپوزیت‌های SiC/Al در محفظه‌های بسته‌بندی و هسته‌های برد مدار چاپی (PCB) برای ماژول‌هایRF با قدرت بالا و سیستم‌های رادار آرایه فازی استفاده می‌شوند.

• ارزش پیشنهادی:هدایت حرارتی بالا SiC/Al عملکرد پایدار پردازنده‌های سیگنال با سرعت بالا را در سیستم‌های ارتباطی فوق سریع تضمین می‌کند. کاهش وزن بیش از 70٪ در مقایسه با مواد سنتی برای کاهش وزن تجهیزات نصب شده بر روی برج و هوابرد حیاتی است و عملکرد و تحرک بهتری را تضمین می‌کند.

3. هوافضا و دفاع: قابلیت اطمینان شدید و کاهش وزن

• کاربرد: کامپوزیت‌های SiC/Al در ساختارهای کنترل حرارتی برای محموله‌های ماهواره‌ای، سیستم‌های لیزر با انرژی بالا و زیرلایه‌های PCB نظامی استفاده می‌شوند.

• ارزش مشتری: کامپوزیت‌های SiC/Al به الکترونیک‌ها اجازه می‌دهند تاقابلیت اطمینان بدون خرابی را حتی در نوسانات شدید دما حفظ کنند، که برای سیستم‌های هوافضا و دفاع ضروری است. علاوه بر این، ماهیت سبک وزن آن‌ها جرم محموله را به شدت کاهش می‌دهد، که یک مزیت قابل توجه در کاهش هزینه‌های سوخت و پرتاب است.

نتیجه‌گیری: مدیریت حرارتی مرز عملکرد را تعریف می‌کند

در پیگیری بی‌وقفه عملکرد الکترونیکی،مدیریت حرارتی به مرز نهایی تبدیل شده است. با فشرده‌تر شدن سیستم‌ها و افزایش تراکم توان، کنترل حرارتی مؤثر عامل تعیین‌کننده در موفقیت آن‌ها است. کامپوزیت‌های SiC/Al انتخاب اجتناب‌ناپذیر برای دستیابی به سیستم‌های الکترونیکی با عملکرد بالا، قابلیت اطمینان بالا و وزن سبک هستند.

آینده الکترونیک به توانایی مدیریت مؤثر گرما بستگی دارد و کامپوزیت‌های SiC/Al پایدارترین و کارآمدترین راه‌حل‌های حرارتی را برای دستگاه‌های نسل بعدی ارائه می‌دهند. چه دروسایل نقلیه الکتریکی, ارتباطات 5G/6G یاکاربردهای هوافضا, SiC/Al ماده‌ای است که پیشرفت مداوم الکترونیک مدرن را امکان‌پذیر می‌کند.

ما به پیشبرد تحقیق، توسعه و صنعتی‌سازی مواد کامپوزیت SiC/Al اختصاص داریم و به شما کمک می‌کنیم نسل بعدی محصولات با عملکرد بالا و قابلیت اطمینان بالا را ایجاد کنید.