Supersolderil on võrreldamatuid soojusomadusi

Anonim

Elektroonikas kasutatakse liitmikku kahe osa ühendamiseks. Sildina on üks tähtsamaid funktsioone kriitilise tähtsusega elektroonikakomponentide ja soojusvaheti suunamise suunas, mis kasutab õhku või vett kuumuse ohutuks hajutamiseks. Kuna tehnoloogilised edusammud võimaldavad väiksemate ja võimsamate arvutite ja elektroonikaseadmete loomist ning temperatuurid arvutitemperatuurides üle 100 ° C, on see soojuse hajumise funktsioon muutunud otsustavaks kui kunagi varem.

Kuid tavapärased joodised jõuavad oma võimsuse piirideni, mis võimaldab tõhusalt soojust pika eluea jooksul, muutes soojuseralduse piiravaks teguriks edasiseks arvuti- ja elektroonikaarenduseks. Kui need valdkonnad peavad edasi liikuma, tuleb see peamine pudelikael üle saada.

Sisestage "supersolder".

2013. aasta DARPA Young Faculty auhinna toode on peamine tootja Thermal Interface Material (TIM), mille on välja töötanud Carnegie Melloni masinaehituse dotsent Sheng Shen ja koostöös riikliku taastuvenergia laboratooriumi teadlastega. Neli aastat tööd on kaasa toonud materjali, mis võib täita sama rolli kui tavalised mördikud, kuid mille praeguste tipptasemega TIM-ide puhul on kahekordne soojusjuhtivus.

Sheni läbimurde taga on vask-tina nanovarjami massiiv.

"Nanojäänid on kasvatatud mallist, nagu vorm, kasutades väikesi poore, " ütleb Shen. "See on kiipide tehnoloogia, milles kasutatakse galvaanilist plaati, kasvatatud korraga ühe kihina, nagu see, kuidas te elektritootega kaetakse elektrolüüti lisamise teel."

Saadaval massiivil on märkimisväärsed soojusomadused, mis ei ole võrreldavad praeguste jootmismaterjalidega. Kuid see ei ole ainult selle soojusjuhtivus, mis muudab superstaadi ainulaadseks.

Tugevus on ka erakordne vastavus või elastsus parema tasemega võrreldes kummi või muude polümeeridega. See on oluline, kuna liitmike osad laienevad ja kokku pääsevad kuumutamisel, sageli erineva määraga kahe erineva koostisega osa vahel. Vähenenud vastavus on tihti tavapäraste joodiste allakäik, sest need muutuvad korduvkasutuses hapraks, mis halvendab nende võimet sooritada aja jooksul soojust. Sheni sõnul on suurtootjate vastavus suurem kui nende materjalide suurusjärgus kaks kuni kolm järku.

Eksperiment, mille tema meeskond tegi, tõmbas supersolder komplekti vastu tavapärase jootmise komplekti tina. Kuigi traditsiooniline joodis hakkas vähenema soojusjuhtivus pärast vähem kui 300 tundi jalgrattaga töötamist, hakkas pealmaakler jätkama tipuga soojusjuhtivust pärast 600 tunni möödumist. Tegelikult tegi see nii hästi, et selle täpsed piirid pole veel teada.

"Me teame, et see võib jätkuda, " ütleb Shen. "Ainuke põhjus, miks me katse lõpetasime, oli see, et pidime paberi avaldama!"

Ehkki ülekaalukalt peidetud võime ülempiiri on veel uuritud, on potentsiaalsed tulevased rakendused hõlpsasti nähtavad. Supersider võiks asendada tavapärase jootettu elektroonilistes süsteemides, alates mikro- ja kaasaskantavast elektroonikast kuni ladustamõõtmega andmekeskustesse, vähendades temperatuuri, et võimaldada märkimisväärselt võimsuse tihedust ja usaldusväärsust. Midagi tavalist jootet võib teha, supersolder saab teha parem - peaaegu.

Kuigi Shen on suurtootjate tulemustega väga rahul, ei ole tema töö veel lõpule jõudnud; ta näeb endiselt paranemisruumi. Materjal on elektrijuhtiv: atribuut, mis on teatud rakendustes ebasoovitav. Seepärast on tema järgmine eesmärk luua sellise pealiskihi versioon, mis suudab säilitada oma soojusjuhtivuse, samal ajal kui see toimib elektrit isolaatorina.

Neli aastat töö pärast on vähe, mis võiks takistada teda tema materjali täiustamisest.

"Idee on väga lihtne: teil on väljakutse ja proovite jätkata, kuni see töötab."

menu
menu