ידע על חומרי ממשק תרמי

ככל שגודל השבב יורד, רמת האינטגרציה וצפיפות ההספק ממשיכים לעלות, יותר ויותר חום נוצר במהלך פעולת השבב, מה שגורם לטמפרטורת השבב להמשיך לעלות, מה שמשפיע מאוד על הביצועים, אמינות ואורך חיים של הרכיבים האלקטרוניים הסופיים. חומרי ממשק תרמי נמצאים בשימוש נרחב בתחום פיזור החום של רכיבים אלקטרוניים. תפקידו העיקרי הוא למלא בין השבב לגוף הקירור ובין גוף הקירור לגוף הקירור להוציא את האוויר בו, כך שהחום שנוצר מהשבב יוכל לעבור דרך הממשק התרמי מהר יותר.

החומר מועבר אל החוץ כדי להשיג את התפקיד החשוב של הורדת טמפרטורת העבודה והארכת חיי השירות. מאמר זה סוקר את מצב התעשייה ואת התקדמות המחקר העדכנית ביותר של חומרי ממשק תרמי. סעיף סטטוס התעשייה מציג את התפוקה ונתח השוק של חומרי ממשק תרמי, הביקוש לתחומי היישום העיקריים של חומרי ממשק תרמי, יישום חומרי ממשק תרמי בתחומי תקשורת ותחומים אחרים, וניתוח שוק של חומרי ממשק תרמי. פרק התקדמות המחקר מציג את עבודת המחקר של חוקרים בשיפור המוליכות התרמית של חומרי ממשק תרמי בשנים האחרונות, כולל התקדמות המחקר של מרוכבים פולימרים מלאים ופולימרים מוליכים תרמית מהותיים.

חומרי ממשק תרמי (TIMs) נמצאים בשימוש נרחב בתחום פיזור החום של רכיבים אלקטרוניים. ניתן למלא אותם בין הרכיבים האלקטרוניים לגוף הקירור כדי להוציא את האוויר בתוכם, כך שניתן להעביר את החום שנוצר על ידי הרכיבים האלקטרוניים דרך חומרי הממשק התרמי מהר יותר לרדיאטור, הוא משיג את התפקיד החשוב של הורדת העבודה. טמפרטורה והארכת חיי השירות.

חומרי ממשק תרמי משמשים בדרך כלל בממשק המוצק בין מעגלים משולבים (שבבים) או מיקרו-מעבדים לבין גופי קירור או מפזרי חום, כמו גם בין מפזרי חום ומפזרי חום (כמתואר באיור 1). ככל שגודל השבב הופך לדק יותר, רמת האינטגרציה וצפיפות ההספק ממשיכות לעלות, החום המצטבר בתוך השבב גדל בחדות, מה שמשפיע באופן רציני על מהירות הפעולה של השבב, יציבות הביצועים ותוחלת החיים האולטימטיבית של השבב. בשנת 2016,"טבע" פרסם מאמר שער שקבע כי"בשל 'מוות בחום' שנגרם על ידי המשך המזעור של מכשירים אלקטרוניים, מפת טכנולוגיית המוליכים למחצה הבינלאומית הקרובה אינה מכוונת עוד לחוק מור." מכיוון שיש מספר רב של רווחים בין השבב לגוף הקירור ובין גוף הקירור לגוף הקירור, הרווח מתמלא באוויר. עם זאת, ידוע היטב כי האוויר הוא מוליך חום גרוע. חומר הממשק התרמי ממלא את הרווחים בין השבב לגוף הקירור ובין גוף הקירור לגוף הקירור, ומקים תעלת הולכת חום בין השבב לגוף הקירור, ומממש את העברת החום המהירה של השבב.

מול תחרות עזה, המדינה שלי הקדישה לכך את מלוא תשומת הלב גם ברמה הלאומית. טבלה 1 מסכמת את המדיניות הרלוונטית למחקר ופיתוח טכנולוגי בסיסי של חומרי ממשק תרמי שהונפקו על ידי ארצי. משרד המדע והטכנולוגיה של הרפובליקה של סין' הושק בשנת 2008 והשיק את הפרויקט המיוחד 02 (תהליך וציוד משולבים בקנה מידה גדול מאוד) בשנת 2009. קרן ה-IC הושקה ב-2014 לאחר כמעט עשר שנים של תמיכה, תעשיית המעגלים המשולבים במדינה שלי התקדמה בצורה ניכרת. פיתוח, תעשיית האריזה והבדיקות מדורגת בין שלושת המובילות בעולם. עם זאת, חומרי אריזה אלקטרוניים מתקדמים, שהם הבסיס החומרי, עדיין מסתמכים בעצם על יבוא. חומרי ממשק תרמי נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות אלקטרוניקה ובתעשיות אחרות, והמדינה גם פרסמה מדיניות תמיכה רלוונטית לקידום הפיתוח של תעשיית חומרי הממשק התרמי המקומי. לדוגמה, בשנת 2016, משרד המדע והטכנולוגיה השיק את ה-& quot;Strategic Advanced Electronic Materials" פרויקט מיוחד ומונח" חומרים ואפליקציות לניהול תרמי של מכשירים אלקטרוניים בצפיפות הספק גבוהה". אחד מכיווני המחקר הוא"ניהול תרמי בעל ביצועים גבוהים לניהול תרמי בצפיפות הספק גבוהה." חומרי ממשק".

עם הדרישות הגוברת לפיזור חום בטוח במוצרים מיקרואלקטרוניים, גם חומרי ממשק תרמי מתפתחים ללא הרף. מהגריז התרמי הראשוני, הוא התפתח למגוון קטגוריות כגון רפידות תרמיות, ג'לים תרמיים, חומרים לשינוי פאזה תרמי, דבקים תרמיים, סרטים תרמיים ומתכות נוזליות. חומרי ממשק תרמיים מסורתיים מבוססי פולימרים מהווים כמעט 90% מכלל המוצרים, בעוד שחומרי ממשק תרמי מתכת נוזליים מהווים חלק קטן יחסית, אך חלקם מתרחב בהדרגה.