به گزارش خبرگزاری الکترونیوز و به نقل از فیزورگ، مؤسسه‌ی پژوهش‌های نیمه‌هادی (SRC) و پژوهشگرانی از دانشگاه استنفورد، ترکیب جدیدی از عناصر را توسعه داده‌اند که ماده‌ی نانوساختاری منحصربه‌فردی را برای بسته‌بندی نتیجه می‌دهد. این پیشرفت به ادوات نیمه‌هادی اجازه می‌دهد که علاوه بر داشتن قیمت کمتر، طول عمر بیشتری هم نسبت به جديدترين فن‌آوری کنونی داشته باشند. علاوه بر سازندگان تراشه، صنایع دیگری هم می‌توانند از فن‌آوری مدیریت انرژی حرارتی مربوطه بهره‌هایی ببرند.

برای نیمه‌رساناها، این بهبود در شکل بسته‌بندی ابزارها خود را نشان می‌دهد. به زودی سازندگان باید از پین‌های کوچک یا لحیم‌کاری ضخیم‌تر برای کارکرد یک قطعه‌ی به‌خصوص استفاده کنند. با این حال، مواد موجود برای لحیم‌کاری، به علّت گرما و فشارهای الکتریکی، تمایل به از هم پاشیدگی و شکنندگی دارند. در ادامه‌ی راه کاهش اندازه‌ی مدارهای مجتمع، SRC و دانشگاه استنفورد موادی را مورد بررسی قرار داده‌اند که منجر به هدایت گرمایی زیادی-قابل مقایسه با مس- می‌شوند. این امر به وسیله‌ی یک نوار حرارتی با ساختار نانو ایجاد شده است که هدایت گرمایی آن با فلز برابری می‌کند، درحالی‌که به مواد مجاور اجازه می‌دهد تا با تغییرات دما منقبض و منبسط شوند (فلزات در برابر این ویژگی بسیار مقاوم‌اند). این قابلیت برای کاهش دمای تراشه درحالی‌که وظیفه‌ی نامبرده شده هم به خوبی انجام شود، یک پیشرفت کلیدی برای بسته‌بندی الکترونیکی است.

پروفسور کن گودسون (Ken Goodson)، پژوهشگر ارشد SRC در دانشگاه استنفورد می‌گوید: «یک مانع بزرگ برای افزایش کارایی تراشه‌های مدرن، نقاط گرم یا نواحی میلی‌متری تولید بالای توان هستند. این پیشرفت در مواد و روش‌های نانوساختاری به ما اجازه می‌دهد تا این نقاط را به شکل بهتری خنک کنیم و به عنوان یک روش کلیدی برای افزایش چگالی مدارهای محاسباتی به شمار می‌رود. این مسأله به فن‌آوری بسته‌بندی کمک می‌کند تا بقای قانون مور را ادامه دهد.»

در برشمردن چالش‌های پیش‌رو در فرآیند کوچک‌سازی، نخستین ابزار دفاعی در برابر این نقاط پرحرارت، ماده‌ی واسط است. با انجام حدوداً دو دهه پژوهش و شبیه‌سازی پیشرفته برای مشکلات ممکن در سطح بسته‌بندی-که بیشتر آن به وسیله‌ی SRC تأمین مالی شده است- در نهایت، گروه دانشگاه استنفورد به ترکیب منحصربه‌فرد آن‌ها که با نانولوله‌های کربن احاطه شده است، دست پیدا کرده است. انتظار می‌رود که این ابداع، باعث بهتر کردن بالاترین اتصال حرارتی و رسیدن به مطلوب‌ترین سطح الاستیسیته در هر گونه راه‌حل بسته‌بندی شناخته شده شود.

جان کندلاریا (Jon Candelloria)، سرپرست علوم بسته‌بندی و اتصالات SRC می‌گوید: «پژوهشگران تمایل دارند تا مواد و ساختارهای مفیدی را که ما هیچ‌گاه پیش از این ندیده‌ایم، بسازند و این نانونوار حرارتی جدید باعث انقلابی در اتصال گرماگیر تراشه خواهد شد. به‌جای اجبار برای استفاده از ویژگی‌های یک ماده‌ی تنها، این ترکیب به صنعت مدارهای مجتمع این فرصت را می‌دهد تا بسیاری از محدودیت‌های کارکردی را پشت سر گذاشته و به بهبود بسته‌بندی بدون افزایش قیمت ادامه دهد.»

در حالی‌که این پژوهش به دست اعضایی از SRC برای افزایش تراشه‌های کامپیوتری تأمین مالی شده است، تقاضا برای کاربردهای این نوع از واسط‌های حرارتی در سایر صنایع هم در حال افزایش است. برای مثال، تعدادی از شرکت‌های مربوط به خودروسازی امیدوارند تا توان الکتریکی خود را از گازهای خروجی در خودروها و کامیون‌هایی که از مبدل‌های انرژی دمابرقی استفاده می‌کنند، بازیابی می‌کنند که این امر، باعث استفاده‌ی بهینه از سوخت می‌شود. با این وجود، واسط‌های قابل اعتماد یک مشکل برای این فن‌آوری به شمار می‌رود.

حق امتیاز این تکنولوژی در حال حاضر معوق است. گام بعدی در این پژوهش، اجازه دادن به روش‌ها و مواد نوین برای ترقی دادن واسط‌های حرارتی به منظور کامل کردن این کاربرد است. انتظار می‌رود که این تکنولوژی در سال 2014 به بهره‌برداری کامل برسد.

برای اطلاعات بیشتر می‌توانید به اصل مقاله مراجعه نمایید:

لینک دائمی | نسخه مناسب چاپ | ارسال لينك اين صفحه به دوستان |