混合颗粒吸热器的综合光学性能研究与优化

摘要:为降低高温吸热器太阳光反射和红外辐射散热损失,提高吸热温度和效率,设计并加工了一种石英玻璃切角拉西环颗粒。结合石英玻璃球和氮化硅球,通过分层堆叠,组建了R5B0、R4B1、R3B2、R2B3、R1B4、R0B5六种混合颗粒吸热器。采用颗粒尺度光线跟踪模型,结合实验测量验证,对混合颗粒吸热器的综合光学性能及其影响因素进行研究。结果表明,石英玻璃切角拉西环颗粒能显著降低聚集太阳光反射损失,而石英玻璃球能有效抑制红外辐射损失。R5B0的聚集太阳光反射损失较R0B5低10% 左右,而R0B5的红外发射率较R5B0低3.7%~9.7%(工作温度范围为800~2500 K)。在不同工作温度下,最高热效率对应的吸热器类型不同。在低温工作段,R5B0热效率最高,而在高温工作段(>2175 K),R0B5热效率最高。由于石英玻璃对太阳辐射吸收低,石英玻璃颗粒吸收的太阳能份额仅占3.0%~6.5%,对降低石英玻璃颗粒的工作温度、维持光学性能具有重要的现实意义。

LED封装基板研究新进展

摘要:基板散热是LED散热的最主要途径,其散热能力直接影响到LED 器件的性能和可靠性。总结了LED封装基板材料的性能,综述了金属基板、陶瓷基板、硅基板和新型复合材料基板的研究进展,展望了功率型LED封装基板的应用和发展趋势。综合表明,MCPCB, DBC, DAB, DPC 等基板各具优势,但DPC基板各种制备工艺参数合适,特别是铝碳化硅基板(Al/SiC)有着低原料成本、高导热、低密度和良好可塑性的显著优势,有望大面积推广应用。

高功率大面积AI芯片液冷技术进展

摘要:随着人工智能(artificial intelligence,AI)技术的升级迭代,巨大的算力需求推动了AI芯片的发展,特别是近年来开发的芯粒(Chiplet)技术,为人工智能提供了高计算性能、高良品率、低成本的先进芯片封装集成方案,为AI发展提供了坚实的硬件支撑。Chiplet型芯片具有大面积、高发热功率的特征,其3D的芯片堆叠设计带来了热流分布不均匀、多层芯片导热路径长、填充热界面材料较厚等散热难题,成为了芯片性能提升的关键瓶颈,Chiplet型芯片的高效热管理成了人工智能发展的关键挑战。本文综述了芯片热管理的先进液冷技术进展,包括单相与两相液冷方案,基于冷却架构分为冷板式液冷、近结区液冷与浸没式液冷,并针对2. 5D、3D Chiplet型芯片中的散热问题与冷却方案进行了总结,为高功率大面积AI芯片的液冷方案的应用与发展提供参考。

直立石墨烯柔性导热材料制备技术现状与进展

摘要: 近年来电子元器件朝着高密度、高集成和微型化的方向发展,可以快速转移多余热量的热界面材料随之成为研究热点,石墨烯因其优良的导热性能成为制备热界面材料的理想选择之一。为了将发热源产生的热量迅速传递到散热板上,诱导石墨烯在竖直方向上的排列成为值得关注的研究方向。本文根据材料中石墨烯的来源及导热薄膜成型方式,主要介绍两类直立排列的石墨烯柔性导热材料制备工艺,分别为自下而上法和自上而下法。自上而下法包括介电泳法、机械组装法、定向冷冻法、水热还原法和蒸发诱导自组装法等,自下而上法主要指利用化学气相沉积法直接生长石墨烯。

超灵敏快速石英增强光声传感关键技术及应用

摘要:概述了近年来基于石英增强光声光谱(QEPAS)实现超灵敏快速痕量气体传感的关键技术及其应用。首先,讨论了不同类型声学腔与石英音叉(QTF)的耦合机制,以及它对提高QEPAS 系统灵敏度的影响。设计合适的声学腔可以有效地放大光声信号,从而提高传感器的检测灵敏度。其次,介绍了一种无需预先校准且响应速度更高的拍频石英增强光声光谱(BF-QEPAS)技术。重点阐述了定制QTF 的设计理论,以及结合定制音叉QEPAS 的一些技术突破。介绍了超灵敏快速石英增强光声传感在环境监测、医疗诊断、电力系统安全监测等领域的应用,并展望了未来超灵敏快速QEPAS技术在新型激发光源、微型化传感器等方面的发展趋势。

电器散热片用新型镁合金的挤压温度优化

摘要:采用不同的温度进行了电器散热片用Mg-Al-Zn-Cu-In镁合金的挤压,并进行了显微组织、散热性能和力学性能的测试与分析。结果表明:随挤压温度从300℃提高至420℃,电器散热片用Mg-Al-Zn-Cu-In镁合金的平均晶粒尺寸和断后伸长率先减小后增大, 热导率(散热性能) 和抗拉强度则先增大后减小。当挤压温度为380℃时,Mg-Al-Zn-Cu-In镁合金的平均晶粒尺寸为8.2μm,断后伸长率为8.1%,分别较300℃挤压时减小了27%和14%;热导率为151 W/(m·K),抗拉强度为282 MPa,分别较300℃挤压时增大了44%和25 MPa,此时散热性能和强度最好。电器散热片用Mg-Al-Zn-Cu-In镁合金的挤压温度优选为380℃。

聚酰亚胺带隙宽度调控策略及介电应用研究进展

摘要:聚酰亚胺(PI)作为一类主链含有π共轭酰亚胺环的高性能聚合物材料,其带隙大小是直接影响材料热稳定性、光电性能、介电性能等性能的关键因素之一,而常规PI分子结构中供电性二胺基元与吸电性二酐基元决定其带隙值处于3.0 eV附近,并直接影响其在高温储能、高频通讯、电绝缘等领域中的表现。由于PI优异的结构可设计性,PI的带隙可通过调控单体组合/链段结构/空间结构来调节,进而可以对PI的上述性能进行优化。本文根据近年来报道的PI带隙调控的主要研究进展,分别从聚合物结构和调整聚合工艺的角度阐述了PI带隙调控的主要策略,并以其在介电储能领域的应用为例,讨论了PI带隙调控中所面临的难点问题。最后,根据PI带隙调控的研究现状探讨了其未来的发展方向。

线锯切片技术及其在碳化硅晶圆加工中的应用

摘要:作为制备半导体晶圆的重要工序,线锯切片对半导体晶圆的质量具有至关重要的影响。本文以发展最成熟的硅材料为例,介绍了线锯切片技术的基本理论,特别介绍了线锯切片技术的力学模型和材料去除机理,并讨论了线锯制造技术及切片工艺对材料的影响。在此基础上,综述了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工中的应用和技术进展,并分析了线锯切片技术对碳化硅晶体表面质量和损伤层的影响。最后,本文指出了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工领域面临的挑战与未来的发展方向。

印刷薄膜晶体管材料与器件技术研究进展

摘要:聚焦溶液印刷工艺制备薄膜晶体管(TFT)技术,综述了近年来印刷TFT 材料与器件研究成果。TFT 是平板显示器件的核心共有技术,决定了平板显示器的显示效果与显示质量。从TFT 器件中的材料及工艺出发,分别介绍可印刷的导电材料、半导体材料和绝缘层材料,以及印刷制备TFT 技术的发展现状。要实现印刷TFT 技术的商业应用,还面临着诸如可印刷的高性能墨水材料开发、高均匀性薄膜印刷沉积工艺、较低的接触电阻、印刷TFT 集成制备技术,以及如何实现印刷TFT 在偏压、光辐照、温度等条件下的长期稳定性等问题。提出了随着新材料的进一步开发和印刷技术的发展,印刷技术将为实现低成本制造TFT 提供一条有前景的途径。

电子封装陶瓷基板表面镀金修饰与腐蚀机理

摘要:高可靠电子封装基板多通过镀Au进行表面修饰,形成保护层,从而避免表面导体的氧化和腐蚀。介绍了化学镀镍/浸金(ENIG)和化学镀镍/钯/浸金(ENEPIG)这两个主流镀金工艺,探讨了相应镀Au基板变色、氧化、腐蚀等问题的特征、过程和机理。Ni/Au 镀层腐蚀主要与Ni–Au扩散、Ni–P腐蚀、杂质腐蚀等因素有关;Ni/Pd/Au镀层的腐蚀主要由Au层缺陷、镀层剥离、有机污染等原因导致。归纳了镀Au基板的两类腐蚀模型:一类是干热条件下即可完成的氧化腐蚀,另一类是电解质溶液环境中发生的原电池腐蚀。