Ó na 1980idí i leith, tá dlús comhtháthaithe ciorcad leictreonach ag méadú ag ráta bliantúil 1.5× nó níos tapúla. Mar thoradh ar chomhtháthú níos airde, bíonn dlúis reatha níos mó agus giniúint teasa níos mó le linn oibríochta.Mura scaiptear go héifeachtach é, is féidir leis an teas seo cliseadh teirmeach a chur faoi deara agus saolré comhpháirteanna leictreonacha a laghdú.
Chun freastal ar éilimh mhéadaitheacha bainistíochta teirmeach, tá taighde fairsing á dhéanamh ar ábhair phacáistithe leictreonacha chun cinn a bhfuil seoltacht theirmeach níos fearr acu agus tá siad optamaithe go forleathan.
Ábhar ilchodach diamant/copair
01 Diamant agus Copar
I measc na n-ábhar pacáistithe traidisiúnta tá criadóireacht, plaistigh, miotail, agus a gcóimhiotail. Taispeánann criadóireacht cosúil le BeO2 agus AlN CTEanna a mheaitseálann leathsheoltóirí, dea-chobhsaíocht cheimiceach, agus seoltacht theirmeach mheasartha. Mar sin féin, cuireann a bpróiseáil chasta, a gcostas ard (go háirithe BeO2 tocsaineach), agus a sobhriste teorainn le húsáidí. Cuireann pacáistiú plaisteach costas íseal, meáchan éadrom, agus insliú ar fáil ach bíonn droch-sheoltacht theirmeach agus éagobhsaíocht ardteochta ag baint leis. Tá seoltacht theirmeach ard ag miotail íona (Cu, Ag, Al) ach CTE iomarcach, agus cuireann cóimhiotail (Cu-W, Cu-Mo) isteach ar fheidhmíocht theirmeach. Dá bhrí sin, tá géarghá le hábhair phacáistithe nua a chothromaíonn seoltacht theirmeach ard agus CTE is fearr.
| Athneartú | Seoltacht Theirmeach (W/(m·K)) | CTE (×10⁻⁶/℃) | Dlús (g/cm³) |
| Diamaint | 700–2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| Cáithníní BeO | 300 | 4.1 | 3.01 |
| Cáithníní AlN | 150–250 | 2.69 | 3.26 |
| cáithníní SiC | 80–200 | 4.0 | 3.21 |
| Cáithníní B₄C | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| Snáithín bóróin | 40 | ~5.0 | 2.6 |
| Cáithníní TiC | 40 | 7.4 | 4.92 |
| Cáithníní Al₂O₃ | 20–40 | 4.4 | 3.98 |
| fuiscíní SiC | 32 | 3.4 | – |
| Cáithníní Si₃N₄ | 28 | 1.44 | 3.18 |
| Cáithníní TiB₂ | 25 | 4.6 | 4.5 |
| Cáithníní SiO₂ | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
Diamaint, an t-ábhar nádúrtha is deacra ar a bhfuil aithne (Mohs 10), tá tréithe eisceachtúla aige freisinseoltacht theirmeach (200–2200 W/(m·K)).
Micrea-phúdar diamant
Copar, le seoltacht theirmeach/leictreach ard (401 W/(m·K)), insínteacht, agus éifeachtúlacht costais, a úsáidtear go forleathan i ICanna.
Ag cur na n-airíonna seo le chéile,diamaint / copar (Dia / Cu) cumaisc—le Cu mar mhaitrís agus diamant mar threisiú—ag teacht chun cinn mar ábhair bainistíochta teirmeacha den chéad ghlúin eile.
02 Príomhmhodhanna Déantúsaíochta
I measc na modhanna coitianta chun diamant/copar a ullmhú tá: miotalóireacht púdair, modh ardteochta agus ardbhrú, modh tumoideachais leá, modh shintéirithe plasma urscaoilte, modh spraeála fuar, etc.
Comparáid idir modhanna ullmhúcháin, próisis agus airíonna éagsúla comhchodanna diamant/copair aoncháithníneacha
| Paraiméadar | Miotalóireacht Púdair | Brú Te Folúis | Sintéiriú Plasma Splancach (SPS) | Ard-Bhrú Ard-Teocht (HPHT) | Taisceadh Spraeála Fuar | Leáigh Insreabhadh |
| Cineál Diamant | MBD8 | HFD-D | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8/HHD |
| Maitrís | Púdar Cu 99.8% | Púdar Cu leictrealaíoch 99.9% | Púdar Cu 99.9% | Cóimhiotal/púdar Cu íon | Púdar Cu íon | Slat/bulc Cu íon |
| Mionathrú Comhéadain | – | – | – | B, Ti, Si, Cr, Zr, W, Mo | – | – |
| Méid na gCáithníní (μm) | 100 | 106–125 | 100–400 | 20–200 | 35–200 | 50–400 |
| Codán Toirte (%) | 20–60 | 40–60 | 35–60 | 60–90 | 20–40 | 60–65 |
| Teocht (°C) | 900 | 800–1050 | 880–950 | 1100–1300 | 350 | 1100–1300 |
| Brú (MPa) | 110 | 70 | 40–50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| Am (nóim) | 60 | 60–180 | 20 | 6–10 | – | 5–30 |
| Dlús Coibhneasta (%) | 98.5 | 99.2–99.7 | – | – | – | 99.4–99.7 |
| Feidhmíocht | ||||||
| Seoltacht Theirmeach Optamach (W/(m·K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | – | 943 |
Áirítear le teicnící ilchodacha coitianta Dia/C:
(1)Miotalóireacht Púdair
Déantar púdair mheasctha diamant/cu a chomhdhlúthú agus a shintéiriú. Cé go bhfuil sé cost-éifeachtach agus simplí, tugann an modh seo dlús teoranta, micreastruchtúir neamh-aonchineálacha, agus toisí srianta den sampla.
Saonad idirghabhála
(1)Ard-Bhrú Ard-Teocht (HPHT)
Ag baint úsáide as brúiteoirí il-inneoin, téann Cu leáite isteach i laitísí diamant faoi dhálaí foircneacha, rud a tháirgeann comhchodanna dlútha. Mar sin féin, teastaíonn múnlaí costasacha le haghaidh HPHT agus níl sé oiriúnach le haghaidh táirgeadh ar scála mór.
Cpreas ubic
(1)Leáigh Insreabhadh
Téann Cu leáite isteach i réamhfhoirmeacha diamant trí insíothlú faoi bhrú nó faoi thiomáint ribeach. Baintear amach seoltacht theirmeach >446 W/(m·K) mar thoradh air sin.
(2)Sintéiriú Plasma Splancach (SPS)
Sintéiríonn sruth cuisleach púdair mheasctha go tapa faoi bhrú. Cé go bhfuil sé éifeachtach, laghdaíonn feidhmíocht SPS ag codáin diamant >65% toirte.
Léaráid sceimteach den chóras shintéirithe plasma urscaoilte
(5) Taisceadh Spraeála Fuar
Luasghéaraítear púdair agus déantar iad a thaisceadh ar foshraitheanna. Tá dúshláin roimh an modh nua seo maidir le rialú bailchríoch dromchla agus bailíochtú feidhmíochta teirmeach.
03 Mionathrú Comhéadain
Chun ábhair chomhchodacha a ullmhú, is réamhriachtanas riachtanach don phróiseas comhchodach an fliuchadh frithpháirteach idir comhpháirteanna agus is fachtóir tábhachtach é a théann i bhfeidhm ar struchtúr an chomhéadain agus ar staid nasctha an chomhéadain. Mar thoradh ar an riocht neamhfhliuch ag an gcomhéadan idir diamant agus copar, bíonn friotaíocht theirmeach an-ard ann. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach taighde modhnúcháin a dhéanamh ar an gcomhéadan idir an dá cheann trí mhodhanna teicniúla éagsúla. Faoi láthair, tá dhá mhodh den chuid is mó ann chun an fhadhb chomhéadain idir diamant agus maitrís copair a fheabhsú: (1) Cóireáil mhodhnúcháin dromchla an diamant; (2) Cóireáil chóimhiotail an mhaitrís chopair.
Léaráid scéimeach modhnúcháin: (a) Plátáil dhíreach ar dhromchla diamant; (b) Cóimhiotalú maitrís
(1) Modhnú dromchla diamant
Is féidir le heilimintí gníomhacha ar nós Mo, Ti, W agus Cr a phlátáil ar an gciseal dromchla den chéim athneartaithe feabhas a chur ar shaintréithe comhéadain an diamant, rud a fheabhsaíonn a sheoltacht theirmeach. Is féidir le sintéiriú a chumasú do na heilimintí thuas imoibriú leis an gcarbón ar dhromchla an phúdair diamant chun ciseal trasdula cairbíde a fhoirmiú. Uasmhéadaíonn sé seo an staid fhliuchaithe idir an diamant agus bonn an mhiotail, agus is féidir leis an sciath cosc a chur ar struchtúr an diamant athrú ag teochtaí arda.
(2) Cóimhiotalú an mhaitrís copair
Sula ndéantar próiseáil ilchodach ar ábhair, déantar cóireáil réamh-chóimhiotail ar chopar miotalach, rud a fhéadann ábhair ilchodacha a tháirgeadh a bhfuil seoltacht theirmeach ard acu i gcoitinne. Ní hamháin gur féidir le heilimintí gníomhacha dópála sa mhaitrís copair an uillinn fhliuchaithe idir diamant agus copar a laghdú go héifeachtach, ach is féidir leis sraith charbaíde a ghiniúint atá intuaslagtha go soladach sa mhaitrís copair ag an gcomhéadan diamant/Cu tar éis an imoibrithe. Ar an mbealach seo, déantar an chuid is mó de na bearnaí atá ann ag an gcomhéadan ábhair a mhodhnú agus a líonadh, rud a fheabhsaíonn an seoltacht theirmeach.
04 Conclúid
Ní bhíonn ábhair phacáistithe traidisiúnta in ann teas ó sceallóga ardteicneolaíochta a bhainistiú. Is réiteach claochlaitheach é comhchodanna Dia/Cu, le CTE inchoigeartaithe agus seoltacht theirmeach thar a bheith ard, do leictreonaic an chéad ghlúin eile.
Mar fhiontar ardteicneolaíochta a chomhtháthaíonn tionscal agus trádáil, díríonn XKH ar thaighde, forbairt agus táirgeadh comhchodanna diamant/copair agus comhchodanna maitrís miotail ardfheidhmíochta amhail SiC/Al agus Gr/Cu, ag soláthar réitigh nuálacha bainistíochta teirmeacha le seoltacht theirmeach os cionn 900W/(m·K) do réimsí an phacáistithe leictreonaigh, na modúl cumhachta agus an aeraspáis.
XKH'Ábhar ilchodach lannaithe clúdaithe le copar diamant:
Am an phoist: 12 Bealtaine 2025