معرفة مواد الواجهة الحرارية

مع انخفاض حجم الشريحة ، يستمر مستوى التكامل وكثافة الطاقة في الزيادة ، ويتولد المزيد والمزيد من الحرارة أثناء تشغيل الشريحة ، مما يؤدي إلى استمرار ارتفاع درجة حرارة الشريحة ، مما يؤثر بشكل خطير على الأداء ، موثوقية وعمر المكونات الإلكترونية النهائية. تستخدم مواد الواجهة الحرارية على نطاق واسع في مجال تبديد الحرارة للمكونات الإلكترونية. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في التعبئة بين الرقاقة والمشتت الحراري وبين المشتت الحراري والمشتت الحراري لطرد الهواء الموجود فيه ، بحيث يمكن للحرارة الناتجة عن الرقاقة أن تمر عبر الواجهة الحرارية بسرعة أكبر.

يتم نقل المواد إلى الخارج لتحقيق الدور المهم لخفض درجة حرارة العمل وإطالة عمر الخدمة. تستعرض هذه المقالة حالة الصناعة وآخر تقدم بحثي لمواد الواجهة الحرارية. يقدم قسم حالة الصناعة الناتج وحصة السوق من مواد الواجهة الحرارية ، والطلب على مجالات التطبيق الرئيسية لمواد الواجهة الحرارية ، وتطبيق مواد الواجهة الحرارية في الاتصالات وغيرها من المجالات ، وتحليل السوق لمواد الواجهة الحرارية. يقدم قسم تقدم البحث العمل البحثي للباحثين في تحسين التوصيل الحراري لمواد الواجهة الحرارية في السنوات الأخيرة ، بما في ذلك التقدم البحثي لمركبات البوليمر المعبأة والبوليمرات الداخلية الموصلة حراريًا.

تستخدم مواد الواجهة الحرارية (TIMs) على نطاق واسع في مجال تبديد الحرارة للمكونات الإلكترونية. يمكن تعبئتها بين المكونات الإلكترونية والمشتت الحراري لطرد الهواء الموجود بها ، بحيث يمكن نقل الحرارة المتولدة من المكونات الإلكترونية عبر مواد الواجهة الحرارية بشكل أسرع إلى المبرد ، فهو يحقق الدور المهم المتمثل في خفض العمل درجة الحرارة وإطالة عمر الخدمة.

تُستخدم مواد الواجهة الحرارية عمومًا في الواجهة الصلبة بين الدوائر المتكاملة (الرقائق) أو المعالجات الدقيقة والمشتتات الحرارية أو موزعات الحرارة ، وكذلك بين موزعات الحرارة وموزعات الحرارة (كما هو موضح في الشكل 1). عندما يصبح حجم الرقاقة أرق ، يستمر مستوى التكامل وكثافة الطاقة في الزيادة ، تزداد الحرارة المتراكمة داخل الرقاقة بشكل حاد ، مما يؤثر بشكل خطير على سرعة تشغيل الشريحة&، واستقرار الأداء ، والعمر النهائي. في عام 2016 ،"؛ Nature"؛ نشر مقالة غلاف تفيد بأن&مثل ؛ بسبب "الموت الحراري" الناجم عن استمرار تصغير الأجهزة الإلكترونية ، لم تعد خريطة تكنولوجيا أشباه الموصلات الدولية القادمة تستهدف قانون مور.&مثل ؛ نظرًا لوجود عدد كبير من الفجوات بين الرقاقة والمشتت الحراري وبين المشتت الحراري والمشتت الحراري ، تمتلئ الفجوة بالهواء. ومع ذلك ، فمن المعروف أن الهواء موصل رديء للحرارة. تملأ مادة الواجهة الحرارية الفجوات بين الرقاقة والمشتت الحراري وبين المشتت الحراري والمشتت الحراري ، وتنشئ قناة توصيل حراري بين الرقاقة والمشتت الحراري ، وتحقق النقل السريع للحرارة للرقاقة.

في مواجهة المنافسة الشرسة ، أولت بلادي أيضًا الاهتمام الكامل لها على المستوى الوطني. يلخص الجدول 1 السياسات ذات الصلة للبحث الأساسي وتطوير التكنولوجيا لمواد الواجهة الحرارية الصادرة عن بلدي. تم نشر وزارة العلوم والتكنولوجيا في جمهورية الصين الشعبية في عام 2008 وأطلقت المشروع الخاص الثاني (عملية ومعدات الدوائر المتكاملة واسعة النطاق جدًا) في عام 2009. وتم إطلاق صندوق IC في عام 2014 بعد ما يقرب من عشر سنوات من الدعم ، حققت صناعة الدوائر المتكاملة في بلدي تقدمًا كبيرًا. تعد صناعة التطوير والتعبئة والاختبار من بين أفضل ثلاث شركات في العالم. ومع ذلك ، لا تزال مواد التعبئة والتغليف الإلكترونية المتطورة ، والتي هي الأساس المادي ، تعتمد بشكل أساسي على الواردات. تُستخدم مواد الواجهة الحرارية على نطاق واسع في الإلكترونيات والصناعات الأخرى ، كما أصدرت الدولة سياسات دعم ذات صلة لتعزيز تطوير صناعة مواد الواجهة الحرارية المحلية. على سبيل المثال ، في عام 2016 ، أطلقت وزارة العلوم والتكنولوجيا برنامج&"المواد الإلكترونية المتقدمة الإستراتيجية &" مشروع خاص ووضع&مثل ؛ مواد وتطبيقات الإدارة الحرارية للأجهزة الإلكترونية عالية الكثافة للطاقة&مثل ؛. أحد اتجاهات البحث هو&مثل ؛ الإدارة الحرارية عالية الأداء للإدارة الحرارية لكثافة الطاقة العالية.&مثل ؛ مواد الواجهة&مثل ؛.

مع المتطلبات المتزايدة للتبديد الآمن للحرارة في المنتجات الإلكترونية الدقيقة ، تتطور أيضًا مواد الواجهة الحرارية باستمرار. من الشحوم الحرارية الأولية ، تطورت إلى مجموعة متنوعة من الفئات مثل الوسادات الحرارية ، والمواد الهلامية الحرارية ، ومواد تغيير الطور الحراري ، والمواد اللاصقة الحرارية ، والأشرطة الحرارية ، والمعادن السائلة. تمثل مواد الواجهة الحرارية التقليدية القائمة على البوليمر ما يقرب من 90 ٪ من جميع المنتجات ، بينما تمثل مواد الواجهة الحرارية المعدنية السائلة نسبة صغيرة نسبيًا ، لكن حصتها تتوسع تدريجياً.