Carbontech2025第九屆國際碳材料大會暨產業展覽會（12月9-11日 上海），以“材料創新驅動產業變革”為主線，構建覆蓋全產業鏈的三大主題展館，其中N1半導體碳材料館聚焦金剛石及超硬材料的最新成果與應用。
隨著AI算力芯片、第三代半導體高頻器件及國防裝備向高集成化、小型化方向加速迭代，其熱流密度已突破1000 W/cm2，傳統散熱技術難以應對高熱流密度挑戰。金剛石憑借2000 W/(mK)的超高熱導率，是目前解決高熱流密度散熱難題的最優材料。但因自身棱角結構產生較大的接觸熱阻限制了金剛石熱界面材料的發展。
近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所虞錦洪、江南、王延東、代文團隊在金剛石/液態金屬熱界面材料制備技術上取得新突破。團隊提出雙層界面構筑策略，首先微球化的液態金屬（LM）與微米金剛石共混于環氧樹脂基體中，制備了兼具超低熱阻與高絕緣的導熱粘結劑（TCA）表層。微納米級的TCA可填充異形封裝縫隙。通過高轉速剪切誘導LM在金剛石（150 μm）表面生成氧化鎵層，再利用梯度轉速調控液態金屬包裹氧化鎵層，構建的中間層熱導率高達237.9 W/(mK)。最后，通過“界面涂覆-主體填充-表層封裝”的三明治結構設計，既阻隔了LM的泄漏風險，又通過低熱阻界面與高體熱導率實現熱量的快速傳導。研究成果以“Morphology-Controllable Liquid Metal/Diamond Sandwich-Structured ThermaInterface Material toward High-Effciency Thermal Management”為題發表在《ACS Nano》期刊。
圖文導讀
圖2.(a-c) LM@D復合材料塊的光學圖像及其對應的SEM圖像。(d)不同尺寸金剛石顆粒制備的LM@D復合材料的密度和導熱系數。(e) LM@D的導熱系數與環境溫度的關系。(f) LM@D復合材料與以往文獻中代表性材料的導熱系數比較。(g)評估通過平面瞬態傳熱的測試裝置(Al和LM@D的紅外圖像)和(h)溫度演變與加熱時間的關系。(i- 1) LM@D顆粒尺寸變化的SEM圖像。(m) LM@D復合球團的傳熱機理。(n,o)不同尺寸下復合球團的SEM圖像及其對應的導熱系數。(p)將Lewis-Nielsen導熱模型與圖2o中的數據擬合。(q) COMSOL對不同尺寸球團傳熱速率和溫度演化的瞬態模擬。
12月9-11日，Carbontech2025第九屆國際碳材料大會暨產業展覽會將在上海新國際博覽中心（N1-N3）舉辦！展覽將圍繞半導體、新能源、高端裝備等戰略新興和未來產業，預計吸引50000+專業觀眾，1000+行業CEO，2000+終端用戶參與！
N1館半導體用碳材料館，作為2025第九屆國際碳材料大會暨產業展覽會的重要展區，將集中展示與半導體制造緊密相關的金剛石及超硬材料的最新成果與應用。展品涵蓋金剛石晶體、微粉、金剛石薄膜、金剛線、立方氮化硼等材料，以及用于半導體切割、鉆孔、拋光、研磨等領域的高性能工具制品。此外，展區還將展示包括微波CVD設備、熱絲CVD設備、高溫高壓壓機、激光切割設備等在內的先進制造與加工設備，以及超精密磨床、研磨機、拋光機等精密加工裝備。
N1館旨在構建一個覆蓋金剛石及超硬材料全產業鏈的技術交流與產品展示平臺，為國內外企業提供展示創新成果、探討技術趨勢、對接行業需求的場所。我們誠摯邀請您蒞臨現場，與行業專家和企業代表深入交流，共謀合作，推動金剛石及超硬材料技術在半導體領域的進一步應用與發展！
