導(dǎo)熱相變材料在半導(dǎo)體應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

優(yōu)勢(shì)

1. 高效導(dǎo)熱：相變材料（PCM）在相變過程中吸收大量熱量并保持溫度穩(wěn)定，顯著提升散熱效率。例如，石蠟類材料在熔融時(shí)可有效緩沖芯片瞬時(shí)發(fā)熱。

2. 溫度調(diào)控能力：PCM能在特定溫度區(qū)間維持恒溫，避免半導(dǎo)體器件因熱波動(dòng)導(dǎo)致性能下降。

3. 結(jié)構(gòu)集成性好：柔性或可加工的PCM（如脂肪酸酯）易于集成至封裝層或熱界面材料中，適配微小空間需求。

挑戰(zhàn)

1. 導(dǎo)熱系數(shù)偏低：多數(shù)有機(jī)PCM本征導(dǎo)熱性差（如石蠟僅0.2 W/mK），需添加碳納米管或金屬顆粒增強(qiáng)。

2. 循環(huán)穩(wěn)定性不足：長(zhǎng)期相變易引發(fā)材料泄漏、分層或性能衰減，影響器件可靠性。

3. 體積變化問題：相變伴隨膨脹/收縮，可能破壞半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，需設(shè)計(jì)緩沖層應(yīng)對(duì)。

綜上，PCM在動(dòng)態(tài)熱管理中潛力巨大，但需通過復(fù)合改性和封裝優(yōu)化克服瓶頸。