كرېمنىيدىن كرېمنىي كاربىدىغىچە: يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىق ماتېرىياللىرى قانداق قىلىپ چىپ ئورالمىسىنى قايتىدىن بەلگىلەۋاتىدۇ؟

كرېمنىي ئۇزۇندىن بۇيان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ تېخنىكىسىنىڭ ئاساسى بولۇپ كەلگەن. قانداقلا بولمىسۇن، ترانزىستور زىچلىقىنىڭ ئېشىشى ۋە زامانىۋى بىر تەرەپ قىلغۇچ ۋە قۇۋۋەت مودۇللىرىنىڭ قۇۋۋەت زىچلىقىنىڭ بارغانسېرى ئېشىشىغا ئەگىشىپ، كرېمنىي ئاساسلىق ماتېرىياللار ئىسسىقلىق باشقۇرۇش ۋە مېخانىكىلىق مۇقىملىق جەھەتتە ئاساسىي چەكلىمىلەرگە دۇچ كېلىدۇ.

كرېمنىي كاربىدى(SiC) كەڭ بەلباغلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بولۇپ، يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق مەشغۇلات ئاستىدا مۇقىملىقنى ساقلاپ قېلىش بىلەن بىرگە، كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە مېخانىكىلىق قاتتىقلىقنى تەمىنلەيدۇ. بۇ ماقالىدە كرېمنىيدىن SiC غا ئۆتۈشنىڭ چىپ ئورالمىسىنى قانداق ئۆزگەرتىپ، يېڭى لايىھە پەلسەپىسى ۋە سىستېما سەۋىيەسىدىكى ئىقتىدارنى ياخشىلاشقا تۈرتكە بولۇۋاتقانلىقى تەتقىق قىلىنىدۇ.

1. ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى: ئىسسىقلىق تارقىتىش توسالغۇسىنى ھەل قىلىش

چىپ ئورالمىسىدىكى ئاساسلىق قىيىنچىلىقلارنىڭ بىرى ئىسسىقلىقنى تېز سۈرئەتتە يوقىتىشتۇر. يۇقىرى ئىقتىدارلىق بىر تەرەپ قىلغۇچ ۋە ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى كىچىك بىر جايدا يۈزلىگەندىن مىڭلىغان ۋاتقىچە توك ئىشلەپچىقىرالايدۇ. ئۈنۈملۈك ئىسسىقلىق تارقىتىش بولمىسا، بىر قانچە مەسىلە كېلىپ چىقىدۇ:

• ئۈسكۈنىنىڭ ئۆمرىنى قىسقارتىدىغان تۇتاشتۇرۇش ئېغىزىنىڭ تېمپېراتۇرىسىنىڭ ئۆرلىشى

• ئېلېكتر خاراكتېرىدىكى ئۆزگىرىشلەر، ئىقتىدار مۇقىملىقىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ

• مېخانىكىلىق بېسىمنىڭ توپلىنىشى، ئورالمىنىڭ يېرىلىشى ياكى مەغلۇب بولۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ

كرېمنىينىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى تەخمىنەن 150 W/m·K بولۇپ، SiC بولسا كرىستالنىڭ يۆنىلىشى ۋە ماتېرىيال سۈپىتىگە ئاساسەن 370–490 W/m·K غا يېتىدۇ. بۇ مۇھىم پەرق SiC ئاساسلىق ئورالمىلارنىڭ تۆۋەندىكىدەك ئىقتىدارلارنى ئىشقا ئاشۇرۇشىغا شارائىت ھازىرلايدۇ:

• ئىسسىقلىقنى تېخىمۇ تېز ۋە تەكشى ئۆتكۈزۈش

• ئەڭ تۆۋەن چوققا تۇتاشتۇرۇش تېمپېراتۇرىسى

• چوڭ ھەجىملىك ​​سىرتقى سوۋۇتۇش ئېرىتمىلىرىگە تايىنىشنى ئازايتىڭ

2. مېخانىكىلىق مۇقىملىق: ئورالما ئىشەنچلىكلىكىنىڭ يوشۇرۇن ئاچقۇچى

ئىسسىقلىق ئامىللىرىدىن باشقا، چىپ ئورالمىلىرى ئىسسىقلىق دەۋرىيلىكى، مېخانىكىلىق بېسىم ۋە قۇرۇلما يۈكىگە بەرداشلىق بېرىشى كېرەك. SiC كرېمنىيغا قارىغاندا بىر قانچە ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە:

• يۇقىرى ياش مودۇلى: SiC كرېمنىيدىن 2-3 ھەسسە قاتتىق بولۇپ، ئېگىلىشكە ۋە بۇرمىلىنىشقا قارشى تۇرىدۇ.

• ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتىنىڭ تۆۋەنلىشى (CTE): ئورالما ماتېرىياللىرى بىلەن ياخشى ماسلىشىش ئىسسىقلىق بېسىمىنى تۆۋەنلىتىدۇ

• يۇقىرى سۈپەتلىك خىمىيىلىك ۋە ئىسسىقلىق مۇقىملىقى: نەم، يۇقىرى تېمپېراتۇرا ياكى چىرىشچان مۇھىتتا پۈتۈنلۈكنى ساقلايدۇ

بۇ خۇسۇسىيەتلەر، بولۇپمۇ يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ياكى يۇقىرى زىچلىقتىكى ئورالما قوللىنىشلىرىدا، ئۇزۇن مۇددەتلىك ئىشەنچلىكلىك ۋە مەھسۇلات مىقدارىنىڭ ئېشىشىغا بىۋاسىتە تۆھپە قوشىدۇ.

3. ئورالما لايىھىلەش پەلسەپىسىدىكى ئۆزگىرىش

ئەنئەنىۋى كرېمنىي ئاساس قىلىنغان ئورالما ئاساسلىقى سىرتقى ئىسسىقلىق باشقۇرۇشقا، مەسىلەن، ئىسسىقلىق ساقلاش ئۈسكۈنىسى، سوغۇق تاختا ياكى ئاكتىپ سوۋۇتۇشقا تايىنىدۇ، بۇ «پاسسىپ ئىسسىقلىق باشقۇرۇش» مودېلىنى شەكىللەندۈرىدۇ. SiC نىڭ قوللىنىلىشى بۇ ئۇسۇلنى تۈپتىن ئۆزگەرتىدۇ:

• ئىچكى ئىسسىقلىق باشقۇرۇش: ئورالمىنىڭ ئۆزى يۇقىرى ئۈنۈملۈك ئىسسىقلىق يولىغا ئايلىنىدۇ

• يۇقىرى قۇۋۋەت زىچلىقىنى قوللايدۇ: چىپلارنى ئىسسىقلىق چەكلىمىسىدىن ئېشىپ كەتمەي، بىر-بىرىگە يېقىنراق قويۇشقا ياكى ئۈستى-ئۈستى قىلىپ قويۇشقا بولىدۇ.

• سىستېما بىرلەشتۈرۈشنىڭ تېخىمۇ چوڭ ئەۋرىشىمچانلىقى: كۆپ چىپلىق ۋە كۆپ خىل بىرلەشتۈرۈش ئىسسىقلىق ئىقتىدارىغا تەسىر كۆرسەتمەستىن مۇمكىن بولىدۇ.

ئەمەلىيەتتە، SiC پەقەت «ياخشىراق ماتېرىيال» ئەمەس، بەلكى ئىنژېنېرلارنىڭ چىپ لايىھەسى، ئۆزئارا باغلىنىش ۋە ئورالما قۇرۇلمىسىنى قايتا ئويلىشىشىغا شارائىت ھازىرلايدۇ.

4. كۆپ خىل ئىنتېگراللىشىشنىڭ ئەھمىيىتى

زامانىۋى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سىستېمىلار بارغانسېرى بىر ئورالما ئىچىدە لوگىكا، توك، رادىئو چاستوتا ۋە ھەتتا فوتون ئۈسكۈنىلىرىنى بىرلەشتۈرۈۋاتىدۇ. ھەر بىر تەركىبنىڭ ئۆزىگە خاس ئىسسىقلىق ۋە مېخانىكىلىق تەلىپى بار. SiC ئاساسلىق ئاساسىي تاختىلار ۋە ئارىلاشتۇرغۇچلار بۇ خىل كۆپ خىللىقنى قوللايدىغان بىرلىككە كەلتۈرگۈچ سۇپا بىلەن تەمىنلەيدۇ:

• يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى كۆپ خىل ئۈسكۈنىلەر ئارىسىدا ئىسسىقلىقنىڭ بىردەك تارقىلىشىنى تەمىنلەيدۇ

• مېخانىكىلىق قاتتىقلىق مۇرەككەپ قاتلاش ۋە يۇقىرى زىچلىقتىكى ئورۇنلاشتۇرۇشلار ئاستىدا ئورالمىنىڭ پۈتۈنلۈكىنى كاپالەتلەندۈرىدۇ

• كەڭ بەلباغلىق ئۈسكۈنىلەر بىلەن ماسلىشىشچانلىقى SiC نى كېيىنكى ئەۋلاد ئېلېكتر ئېنېرگىيەسى ۋە يۇقىرى ئىقتىدارلىق ھېسابلاش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىغا ئالاھىدە ماسلاشتۇرىدۇ.

5. ئىشلەپچىقىرىشقا مۇناسىۋەتلىك ئامىللار

SiC ئەلا سۈپەتلىك ماتېرىيال خۇسۇسىيەتلىرى بىلەن تەمىنلىسىمۇ، ئۇنىڭ قاتتىقلىقى ۋە خىمىيىلىك مۇقىملىقى ئۆزگىچە ئىشلەپچىقىرىش قىيىنچىلىقلىرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ:

• ۋافتا سۇيۇقلاندۇرۇش ۋە يۈزەكى تەييارلاش: يېرىلىش ۋە ئېگىلىپ كېتىشنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن ئېنىق سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇش تەلەپ قىلىنىدۇ.

• شەكىللەندۈرۈش ۋە نەقىشلەش ئارقىلىق: يۇقىرى دەرىجىلىك نىسبەتتىكى نەقىشلەر كۆپىنچە لازېر ياردىمىدە ياكى ئىلغار قۇرۇق ئويۇش تېخنىكىسىنى تەلەپ قىلىدۇ.

• مېتاللاشتۇرۇش ۋە ئۆزئارا باغلىنىش: ئىشەنچلىك يېپىشقاقلىق ۋە تۆۋەن قارشىلىقلىق ئېلېكتر يولى مەخسۇس توساق قەۋىتىنى تەلەپ قىلىدۇ.

• تەكشۈرۈش ۋە مەھسۇلات مىقدارىنى كونترول قىلىش: يۇقىرى ماتېرىيال قاتتىقلىقى ۋە چوڭ تاختاي چوڭلۇقى كىچىك نۇقسانلارنىڭ تەسىرىنى تېخىمۇ كۈچەيتىدۇ.

بۇ خىرىسلارنى مۇۋەپپەقىيەتلىك ھەل قىلىش، SiC نىڭ يۇقىرى ئۈنۈملۈك ئورالمىلاردا تولۇق پايدىلىرىنى ئىشقا ئاشۇرۇش ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم.

خۇلاسە

كرېمنىيدىن كرېمنىي كاربىدقا ئۆتۈش پەقەت ماتېرىيالنىڭ يېڭىلىنىشىدىنلا ئىبارەت ئەمەس، بەلكى پۈتۈن چىپ ئورالمىسىنىڭ شەكلىنى ئۆزگەرتىدۇ. SiC يۇقىرى ئىسسىقلىق ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلەرنى بىۋاسىتە ئاساسىي قاتلام ياكى ئارىلىق قاپقا بىرلەشتۈرۈش ئارقىلىق يۇقىرى قۇۋۋەت زىچلىقىنى، ئىشەنچلىكلىكنى ئاشۇرۇشنى ۋە سىستېما سەۋىيەسىدىكى لايىھەلەشتە تېخىمۇ چوڭ ئەركىنلىكنى ئىشقا ئاشۇرىدۇ.

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەر ئىقتىدار چەكلىمىسىنى داۋاملىق كېڭەيتىۋاتقانلىقتىن، SiC ئاساسلىق ماتېرىياللار پەقەت قوشۇمچە ياخشىلاشلارلا ئەمەس، بەلكى كېيىنكى ئەۋلاد ئورالما تېخنىكىسىنىڭ مۇھىم قوزغاتقۇچىسى.