Дымаллой - Dymalloy - Wikipedia

Дымаллой это композит с металлической матрицей состоящий из 20% медь и 80% серебро матрица сплава с тип I алмаз.[1] У него очень высокий теплопроводность 420 Вт / (м · К), а его тепловое расширение можно отрегулировать для соответствия другим материалам, например кремний и арсенид галлия чипсы. Он в основном используется в микроэлектроника в качестве субстрат для высокой мощности и высокой плотности многокристальные модули, где это помогает с удалением отходящее тепло.[2]

Дымаллой был разработан в рамках CRADA между Sun Microsystems и Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора. Впервые он был исследован для использования в космической электронике для Блестящие камешки проект.[3]Dymalloy изготавливается из алмазного порошка размером около 25 микрометров. Зерна покрыты физическое осаждение из паровой фазы со слоем сплава толщиной 10 нанометров вольфрам с 26% рений, образуя карбид вольфрама слой, который способствует склеиванию, затем покрытый 100 нанометрами меди, чтобы избежать окисления карбида, затем уплотняется в форме и пропитывается расплавленным медно-серебряным сплавом. Добавление 55 об.% Алмаза дает материал с тепловым расширением, соответствующим тепловому расширению арсенид галлия; немного большее количество алмаза позволяет сопоставить кремний. Вместо сплава меди с серебром можно использовать медь, но более высокая температура плавления может вызвать частичное превращение алмаза в графит. Материал демонстрирует некоторую пластичность. Высокая механическая деформация вызывает хрупкое разрушение алмазных зерен и вязкое разрушение матрицы.[1] Алмазные зерна придают сплаву определенную текстуру поверхности; когда желательна гладкая поверхность, сплав можно покрыть и отполировать.

В 1996 году цена подложки 10 × 10 × 0,1 см составляла 200 долларов США.[4]

Подобные сплавы возможны с металлической фазой, состоящей из одного или нескольких из серебро, медь, золото, алюминий, магний, и цинк. В карбид -формовочный металл можно выбрать из титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, и хром, где предпочтительны Ti, Zr и Hf. Количество карбидообразующего металла должно быть достаточным для покрытия не менее 25% алмазных зерен, так как в противном случае связывание будет недостаточным, теплопередача между матрицей и алмазными зернами будет слабой, что приводит к потере эффективности по отношению к уровню матрицы. только металл, и материал может деформироваться при более высоких температурах и должен быть низким, чтобы предотвратить образование слишком толстого карбидного слоя, который препятствовал бы передаче тепла. Объем алмаза должен быть выше 30 об.%, Поскольку меньшее отношение не обеспечивает значительного увеличения теплопроводности, и ниже 70 об.%, Поскольку более высокое отношение алмаза затрудняет согласование теплового расширения с полупроводниками. Зерна также должны быть полностью окружены металлом, чтобы избежать деформации из-за различных коэффициентов теплового расширения алмаза и металла; твердосплавное покрытие помогает в этом.[5]

Аналогичный материал есть AlSiC, с алюминием вместо медно-серебряного сплава и Карбид кремния вместо алмаза.

Рекомендации

  1. ^ а б Dymalloy: композитный материал для электронных компонентов с высокой плотностью мощности
  2. ^ Дэвидсон, Х. и другие. Подложки из медно-алмазного композита для электронных компонентов, 25 января 1995 г.
  3. ^ Сплав алмаз-медь-серебро, разработанный для подложек MCM., 1 июля 1994 г.
  4. ^ Продолжаются опытно-конструкторские работы над dymalloy., In Science and Technology Review, март 1996 г., Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, стр. 3
  5. ^ Нисибаяси, Йошики, Процесс изготовления радиатора для полупроводников., Европейский патент EP0898310; подано 29.07.1998; выдан 06.07.2005