Supersolder แสดงคุณสมบัติทางความร้อนที่หาตัวจับยาก

Anonim

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตัวประสานจะถูกใช้เพื่อเชื่อมต่อกันสองส่วน เป็นสะพานหนึ่งในหน้าที่ที่สำคัญที่สุดคือการถ่ายเทความร้อนออกจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญและต่ออ่างความร้อนซึ่งใช้อากาศหรือน้ำเพื่อระบายความร้อนได้อย่างปลอดภัย เมื่อความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีช่วยให้สามารถสร้างคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพมากขึ้นและมีอุณหภูมิในชิปคอมพิวเตอร์สูงกว่า 100 องศาเซลเซียสฟังก์ชันการกระจายความร้อนนี้มีความสำคัญยิ่งขึ้นกว่าที่เคย

อย่างไรก็ตามตัวทำละลายแบบเดิม ๆ มีขีดความสามารถในการทำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพตลอดช่วงชีวิตที่ยาวนานทำให้การกระจายความร้อนเป็นปัจจัย จำกัด สำหรับการพัฒนาด้านคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่อไป ถ้าเขตข้อมูลเหล่านี้มีการพัฒนาต่อไปคอขวดที่สำคัญนี้จะต้องเอาชนะ

ป้อน "supersolder"

ผลิตภัณฑ์ของรางวัล 2013 DARPA Young Faculty supersolder เป็นวัสดุเชื่อมต่อความร้อน (TIM) ที่พัฒนาโดย Sheng Shen รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลที่ Carnegie Mellon ร่วมกับนักวิจัยจาก National Energy Renewable Laboratory สี่ปีของการทำงานมีผลในการสร้างวัสดุที่สามารถเติมบทบาทเช่นเดียวกับปืนธรรมดา แต่มีสองเท่าของการนำความร้อนของ TIMs สถานะของสมัย

ความลับเบื้องหลังการค้นพบของ Shen คืออาร์เรย์สายนาโนทองแดงและดีบุก

"สายนาโนมีการเติบโตจากแม่แบบเช่นแม่พิมพ์โดยใช้รูขุมขนเล็ก ๆ " นายเชนกล่าว "เทคโนโลยีชิปนี้ใช้เทคโนโลยีการชุบด้วยไฟฟ้าซึ่งเติบโตขึ้นทีละชั้นเช่นเดียวกับที่คุณหุ้มสายไฟโดยการจุ่มลงในอิเล็กโทรไลต์"

อาร์เรย์ผลลัพธ์แสดงคุณสมบัติทางความร้อนที่น่าทึ่งซึ่งหาได้โดยวัสดุประสานใด ๆ ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามไม่ใช่แค่การนำความร้อนที่ทำให้ผู้สมุฏฐานไม่เหมือนใคร

นอกจากนี้ Supersolder ยังมีคุณสมบัติพิเศษหรือความยืดหยุ่นสูงเทียบเท่ากับยางหรือโพลิเมอร์อื่น ๆ นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกันขยายตัวและหดตัวเมื่อถูกความร้อนบ่อยครั้งในอัตราที่ต่างกันระหว่างส่วนที่สองขององค์ประกอบที่แตกต่างกัน การลดลงของการปฏิบัติตามข้อกำหนดมักจะเป็นผลพวงของปืนแบบธรรมดาขณะที่พวกเขาเติบโตเปราะมากกว่าการใช้ซ้ำ ๆ ลดความสามารถในการทำความร้อนเมื่อเวลาผ่านไป ตาม Shen การปฏิบัติตามข้อกำหนดของผู้บังคับบัญชาสูงกว่าวัสดุเหล่านี้ถึงสองถึงสามคำสั่ง

ทีมทดลองของเขาทำการจับคู่ชุดอุปกรณ์เสริมกับชุดประสานดีบุกธรรมดา ในขณะที่ตัวประสานแบบเดิมเริ่มลดความร้อนหลังจากใช้เวลาในการขี่จักรยานไม่ถึง 300 ชั่วโมงเครื่องซูเปอร์เลอร์ยังคงทำงานที่ความร้อนสูงสุดหลังจากผ่านไป 600 ชั่วโมง ในความเป็นจริงมันทำงานได้ดีที่ จำกัด แน่นอนยังไม่ทราบ

"เรารู้ว่ามันสามารถดำเนินไปได้" Shen กล่าว "เหตุผลเดียวที่ทำให้การทดลองสิ้นสุดลงเป็นเพราะเราต้องตีพิมพ์บทความ!"

ในขณะที่ขีด จำกัด ด้านบนของความสามารถในการ supersolder ยังคงถูกสำรวจอยู่การใช้งานในอนาคตที่มีศักยภาพเป็นเรื่องธรรมดาที่จะเห็น Supersolder สามารถแทนที่หัวเทียนธรรมดาในระบบอิเล็กทรอนิกส์ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและแบบพกพาไปจนถึงศูนย์ข้อมูลขนาดคลังสินค้าลดอุณหภูมิเพื่อให้มีการปรับปรุงความหนาแน่นและความน่าเชื่อถืออย่างมีนัยสำคัญ เครื่องเชื่อมแบบธรรมดาสามารถทำอะไรได้

ในขณะที่ Shen ยินดีเป็นอย่างยิ่งกับผลลัพธ์จากผู้ที่ตกเป็นเหยื่อผลงานของเขายังไม่เสร็จสมบูรณ์ เขายังคงเห็นความคืบหน้า วัสดุเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า: คุณลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ในบางแอปพลิเคชัน ดังนั้นเป้าหมายต่อไปของเขาคือการสร้างรุ่นของซูเปอร์เดอร์ที่สามารถรักษาความร้อนของตัวนำในขณะที่ทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้า

หลังจากสี่ปีของการทำงานมีน้อยที่สามารถยับยั้งเขาจากสมบูรณ์แบบวัสดุของเขา

"แนวคิดง่ายมาก: คุณมีความท้าทายและคุณพยายามต่อจนกว่าคุณจะทำให้การทำงานเป็นไปได้"

menu
menu