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浅析:掺银金刚石复合材料在热传导领域应用

关键词 掺银 , 金刚石 , 固态复合材料 , 热传导 , 性能|2013-08-05 09:12:16|应用技术|来源 中国行业研究网
摘要  美国佐治亚技术研究所(GTRI)的工作人员近日发明了一种掺银的金刚石固态复合材料,其优越的热传导性能在微电子设备应用中崭露头角,这种材料的热传导性要比普通的热传导设备高出一个质的...
    美国佐治亚技术研究所(GTRI)的工作人员近日发明了一种掺银金刚石固态复合材料,其优越的热传导性能在微电子设备应用中崭露头角,这种材料的热传导性要比普通的热传导设备高出一个质的级别。
  
  该研究致力于一种超薄型、不足250微米的掺银金刚石导热垫片的研发。通过调整金刚石和银的成分比例,利用较低的热膨胀应力将垫片固结在大功率宽带隙的半导体上,这一设备可应用于未来的相控阵雷达技术。
  
  大功率的半导体通常需要导热垫片将热量传递到鳞状、扇状或管状的散热片上进行散热,从而降低器件温度。由于半导体通常都装配在非常狭小密闭的空间内,导热垫片材料的选择就需要有较高的导热系数,同时还不能过多地占用空间。
  
  金刚石具有出色的热传导性能,而银的掺入则使金刚石颗粒能够悬浮在复合材料中,从而使其热传导率比铜高出了将近25%。目前,这种掺银金刚石复合材料在热传导和热膨胀两个重要领域都得到了成功的试验应用。
  
  主持研究项目的JasonNadler说,利用这种掺银金刚石复合材料,器件的温度从285℃降至181℃。该垫片样例含50%的金刚石,仅250微米大小。此外,科学家们还尝试将垫片样例中金刚石成分增加至85%,依然保持低于250微米的厚度;结果显示,增加了金刚石成分比例的垫片的导热性能大大增加。
  
  Nadler还补充道:目前,还没有哪一种物质材料的导热性能和厚度尺寸能和这种掺银的金刚石复合材料相媲美;其技术应用前景十分广阔。

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