ব্লগের বিস্তারিত

উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং উন্নত যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডায়মন্ড / কপার (Cu) কম্পোজিট উপকরণ

১৯৮০-এর দশক থেকে, ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির মধ্যে সার্কিটগুলির একীকরণের মাত্রা প্রতি বছর ১.৫ গুণ বা তারও বেশি দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে।ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের ইন্টিগ্রেশন স্তর বাড়ার সাথে সাথে, প্রবাহ তদনুসারে বৃদ্ধি পায়, অপারেশন চলাকালীন আরও তাপ উত্পাদন করে।এটি ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির তাপীয় ক্ষতি করতে পারে এবং তাদের পরিষেবা জীবনকে হ্রাস করতে পারেঅতএব, ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির ক্রমবর্ধমান তাপ অপসারণের চাহিদা মেটাতে, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ ইলেকট্রনিক প্যাকেজিং উপকরণগুলি ক্রমাগত গবেষণা এবং অপ্টিমাইজ করা হয়েছে।

Cu, Ag, এবং Al এর মতো বিশুদ্ধ ধাতুগুলির উচ্চ তাপ পরিবাহিতা রয়েছে তবে অত্যধিক উচ্চ তাপ প্রসারণের হার রয়েছে। Cu-W এবং Cu-Mo এর মতো খাদ উপকরণগুলির তাপ পরিবাহিতা কম। অতএব,ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির স্বাভাবিক কাজ নিশ্চিত করা এবং তাদের জীবনকাল বাড়ানো, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং উপযুক্ত তাপ প্রসারণ সহগ সহ নতুন প্যাকেজিং উপকরণ বিকাশের জরুরি প্রয়োজন রয়েছে।যার মোহস কঠোরতা ১০, এবং এটি সর্বোচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ প্রাকৃতিক উপকরণগুলির মধ্যে একটি, 200 থেকে 2200 W/(m·K পর্যন্ত পৌঁছেছে।হীরা/রৌপ্য কম্পোজিটগুলি যা রৌপ্যকে ম্যাট্রিক্স হিসাবে এবং হীরাকে শক্তিশালীকরণ হিসাবে ব্যবহার করে, ভবিষ্যতে উচ্চ তাপ পরিবাহিতা ইলেকট্রনিক প্যাকেজিং উপকরণ হিসাবে ব্যাপকভাবে বিবেচিত হয়।.

ডায়মন্ড/কপার কম্পোজিট হ'ল একটি উচ্চ-পারফরম্যান্স কম্পোজিট উপাদান যা ডায়মন্ড দিয়ে গঠিত

হীরা / তামার কম্পোজিটগুলির জন্য সাধারণ প্রস্তুতি পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছেঃ গুঁড়া ধাতুবিদ্যা, উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপ, গলিত অনুপ্রবেশ, স্পার্ক প্লাজমা সিন্টারিং, ঠান্ডা স্প্রে এবং অন্যান্য।

(1) পাউডার ধাতুবিদ্যা

ডায়মন্ডের কণা মিশ্রিত করুনমিশ্রণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বাঁধক এবং গঠনকারী এজেন্ট যুক্ত করা যেতে পারে। মিশ্রিত পাউডার এবং অ্যাডিটিভগুলিকে আকারে চাপ দেওয়ার পরে,হাই থার্মাল কন্ডাক্টিভিটি ডায়মন্ড/সিউ কম্পোজিট পাওয়ার জন্য সিন্টারিং করা হয়পাউডার ধাতুবিদ্যা তুলনামূলকভাবে কম খরচে একটি সহজ প্রক্রিয়া এবং এটি একটি তুলনামূলকভাবে পরিপক্ক সিন্টারিং কৌশল। যাইহোক, ফলে পাউডার কম ঘনত্ব এবং অসম অভ্যন্তরীণ মাইক্রোস্ট্রাকচার আছে।অতিরিক্তভাবে, প্রস্তুত নমুনাগুলি আকারে সীমিত এবং আকৃতির সহজ, যা তাপীয়ভাবে উচ্চতর তাপ পরিবাহী উপকরণগুলি সরাসরি অর্জন করা কঠিন করে তোলে।

(২) উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপ

(৩) গলে যাওয়া

(৪) স্পার্ক প্লাজমা সিন্টারিং (এসপিএস)

(5) ঠান্ডা স্প্রে করা

কোল্ড স্প্রে ডিপোজিশনে দুটি মিশ্রিত পাউডারকে একটি চুল্লি চেম্বারে স্থাপন করা হয়, যেখানে ধাতব গলানো এবং তরল ধাতব atomization পরে,কণাগুলি স্প্রে করা হয় এবং একটি স্তর প্লেটে জমা হয় যাতে যৌগিক উপাদান পাওয়া যায়.

ডায়মন্ড এবং Cu ম্যাট্রিক্সের মধ্যে ইন্টারফেস সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য কৌশলগুলি ব্যবহার করা হয়

যৌগিক উপকরণ তৈরির জন্য, উপাদানগুলির মধ্যে পারস্পরিক ভিজিয়ে দেওয়া সফল যৌগিকরণের জন্য একটি প্রয়োজনীয় পূর্বশর্ত।এবং এটি ইন্টারফেস কাঠামো এবং বন্ধন রাষ্ট্র নির্ধারণে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেডায়মন্ড এবং তামার মধ্যে দুর্বল ভিজাযোগ্যতা একটি উচ্চ ইন্টারফেস তাপ প্রতিরোধের দিকে পরিচালিত করে। অতএব, ডায়মন্ড-কু ইন্টারফেসটি পরিবর্তন করার জন্য বিভিন্ন প্রযুক্তিগত পদ্ধতির অন্বেষণ করা হয়েছে।যা কম্পোজিটগুলির পারফরম্যান্স উন্নত করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ.

বর্তমানে, হীরা এবং Cu ম্যাট্রিক্সের মধ্যে ইন্টারফেস সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য দুটি প্রধান কৌশল ব্যবহার করা হয়ঃ

ডায়মন্ডের পৃষ্ঠতল পরিবর্তন
Mo, Ti, W, বা Cr এর মতো সক্রিয় উপাদানগুলির সাথে হীরা কণাগুলির পৃষ্ঠকে লেপ দেওয়া ইন্টারফেস বৈশিষ্ট্যগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।এই উপাদানগুলি হীরা পৃষ্ঠের কার্বনের সাথে প্রতিক্রিয়া করে একটি কার্বাইড রূপান্তর স্তর গঠন করে, যা হীরা এবং ধাতব ম্যাট্রিক্সের মধ্যে ভিজাযোগ্যতা বাড়ায়। উপরন্তু, এই ধরনের লেপগুলি উচ্চ তাপমাত্রায় হীরা কাঠামোকে অবনতির বিরুদ্ধে রক্ষা করতে পারে।

তামার ম্যাট্রিক্সের খাদ

কম্পোজিট প্রক্রিয়াকরণের আগে, তামার ম্যাট্রিক্সকে সক্রিয় উপাদানগুলির সাথে প্রাক-অ্যালাইড করা যেতে পারে। এই প্রাক-অ্যালাইডিং পদ্ধতিটি সাধারণত উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা সহ কম্পোজিট উত্পাদন করে।তামার ম্যাট্রিক্সে সক্রিয় উপাদানগুলির প্রবর্তন কার্যকরভাবে হীরা এবং তামার মধ্যে যোগাযোগের কোণ হ্রাস করে এবং হীরা / সিউ ইন্টারফেসে একটি কার্বাইড স্তর গঠনের প্রচার করেএই কার্বাইডগুলি, যা তামার ম্যাট্রিক্সে আংশিকভাবে দ্রবণীয় হতে পারে, ইন্টারফেসাল ফাঁকা জায়গা পূরণ করতে এবং তাপীয় কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে সহায়তা করে।

বাজারের দৃশ্যপট এবং বিকাশের প্রবণতা

বাজারের কাঠামো

আন্তর্জাতিক নেতৃত্ব:
হাই-এন্ড মার্কেটগুলোতে প্রধানত সামরিক ও এয়ারস্পেস সেক্টরকে সেবা প্রদানকারী AMETEK (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) এবং Sumitomo Electric (জাপান) এর মতো আন্তর্জাতিক খেলোয়াড়দের আধিপত্য রয়েছে।হেরিয়াস (জার্মানি) এবং তোহো টাইটানিয়াম (জাপান) ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সের জন্য তাপীয় ব্যবস্থাপনা স্তরগুলিতে মনোনিবেশ করে.

অভ্যন্তরীণ উৎপাদনে অগ্রগতি:
চীনা নির্মাতারা (যেমন, ইনস্টিটিউট অব মেটাল রিসার্চ, চাইনিজ একাডেমি অব সায়েন্সেস;হুনান ডিংলি টেকনোলজি) পাউডার ধাতুবিদ্যার পদ্ধতির মাধ্যমে 6 ইঞ্চি হীরা / সিউ কম্পোজিট সাবস্ট্র্যাটের ভর উত্পাদন অর্জন করেছে২০২৩ সালের মধ্যে চীনা কোম্পানিগুলো দেশীয় বাজারের ২৫ শতাংশ অংশগ্রহণ করবে।

বাজারের আকার

কিউওয়াই রিসার্চের পূর্বাভাস অনুযায়ী, ২০২৫ সালের মধ্যে বিশ্বব্যাপী হীরা/সিউ কম্পোজিট বাজার ১.২ বিলিয়ন মার্কিন ডলারে পৌঁছবে এবং এর compound annual growth rate (CAGR) হবে ১৮%।এশিয়া-প্রশান্ত মহাসাগরীয় অঞ্চলে বিশ্বব্যাপী চাহিদার ৫০ শতাংশেরও বেশি হবে বলে আশা করা হচ্ছে.

৫জি যোগাযোগ ক্ষেত্রে, বেস স্টেশন তাপ ব্যবস্থাপনা মডিউলের চাহিদা ২০২৪ সালের মধ্যে কমপোজিট উপাদান খরচ ৩০০% বৃদ্ধি করবে বলে আশা করা হচ্ছে।

ভবিষ্যতের প্রবণতা

সিন্থেটিক ডায়মন্ড প্রযুক্তির অগ্রগতি:
আগামী দশকের মধ্যে রাসায়নিক বাষ্প জমাট বাঁধন (সিভিডি) হীরা বর্তমান স্তরের এক দশমাংশে নেমে আসবে বলে আশা করা হচ্ছে।

ভিন্ন ভিন্ন ইন্টিগ্রেশন অ্যাপ্লিকেশনঃ
গ্রাফিন এবং বোরন নাইট্রাইডের মতো দ্বি-মাত্রিক উপকরণগুলির সাথে হীরাকে যৌগিক করে অতি পাতলা, নমনীয় তাপীয় ফিল্মগুলির বিকাশ।

স্মার্ট থার্মাল ম্যানেজমেন্টঃ
রিয়েল টাইমে তাপীয় বন্টন পর্যবেক্ষণ এবং গতিশীল তাপ নিয়ন্ত্রন সক্ষম করার জন্য ডায়মন্ড/কিউ সাবস্ট্র্যাটগুলিতে তাপমাত্রা সেন্সরগুলির সংহতকরণ।

চ্যালেঞ্জ এবং ভবিষ্যতের গবেষণা দিক

প্রযুক্তিগত বাধাগুলি

একই সময়ে কম ইন্টারফেস তাপীয় প্রতিরোধের এবং উচ্চ ভর উত্পাদন ফলন অর্জনের অসুবিধা, ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সের বাজারে হীরা/কু কম্পোজিটগুলির অনুপ্রবেশকে সীমাবদ্ধ করে।

দীর্ঘমেয়াদী উচ্চ তাপমাত্রা সেবা সময় ইন্টারফেস অক্সিডেশন এবং মৌলিক ছড়িয়ে সঙ্গে স্থায়ী সমস্যা।

গবেষণার দিক

বায়োমিমেটিক ইন্টারফেস ডিজাইনঃ
প্রকৃতির স্তরযুক্ত কাঠামো থেকে অনুপ্রাণিত হয়ে (উদাহরণস্বরূপ, ন্যাক্রো), থার্মো-মেকানিক্যাল কাপলিং পারফরম্যান্সকে অনুকূল করার জন্য মাল্টি-স্কেল রিইনফোর্সমেন্ট বিতরণ কৌশলগুলি অনুসন্ধান করা হচ্ছে।

সবুজ উত্পাদন প্রক্রিয়াঃ
কার্বন নির্গমন কমাতে সাইয়ানাইড মুক্ত ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং নিম্ন তাপমাত্রায় সিন্টারিংয়ের মতো পরিবেশ বান্ধব প্রক্রিয়াগুলির বিকাশ।

অতি উচ্চ তাপমাত্রা কম্পোজিটঃ
১০০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি পরিবেশে ডায়মন্ড/সিউ কম্পোজিটগুলির অ্যাপ্লিকেশন সম্ভাবনার তদন্ত।

সিদ্ধান্ত

তাদের অতুলনীয় তাপ পরিবাহিতা এবং ব্যাপক যান্ত্রিক সুবিধা ধন্যবাদ,ডায়মন্ড/সিউ কম্পোজিটগুলি চরম অবস্থার অধীনে উচ্চ ক্ষমতা ঘনত্বের ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য মূল উপাদান হিসাবে আবির্ভূত হচ্ছেইন্টারফেস অপ্টিমাইজেশান এবং খরচ কমানোর ক্ষেত্রে চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হওয়া সত্ত্বেও,সিন্থেটিক প্রযুক্তির চলমান অগ্রগতি এবং শিল্প চেইনের ধীরে ধীরে পরিপক্কতা আরও বিস্তৃত গ্রহণের পথ প্রশস্ত করছে.

ভবিষ্যতে, ইন্টারডিসিপ্লিনারি উদ্ভাবনের মাধ্যমে উপাদান বিজ্ঞান, ন্যানোটেকনোলজি,এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার মাধ্যমে ইলেকট্রনিক ডিভাইসকে উচ্চতর পারফরম্যান্সের দিকে পরিচালিত করবে বলে আশা করা হচ্ছেএছাড়াও, এই উপকরণগুলি বিশ্বব্যাপী শক্তি দক্ষতা বৃদ্ধি এবং কার্বন নিরপেক্ষতা উদ্যোগকে সমর্থন করার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে।

অন্যান্য সংশ্লিষ্ট পণ্য সুপারিশ

তামা সাবস্ট্র্যাট সিঙ্গল ক্রিস্টাল সিউ ওয়েফার 5x5x0.5/lmm 10x10x0.5/1mm 20x20x0.5/1mm