晶体与金属材料接触对间接触热阻的结构设计文献综述
2020-05-06 16:41:03
文 献 综 述 1、课题背景及意义 随着现代尖端科学技术和纳米技术的发展,特别是现代大规模集成电路芯片的应用和超导电力传输、激光设备应用等研究方面,不可避免的遇到固体材料界面的热输运特性问题,即固体接触热阻界面的热阻问题。
接触热阻问题已经涉及到机械制造、微电子、航空航天、化工、低温、超导、生物医学、核反应堆以及仪器仪表等科学与工程领域。
特别是近二三十年来,随着微电子领域的迅猛发展,核心电子元器件功率的不断增加,为了保证其在一定的温度范围内可靠工作,冷却问题日趋严峻。
由于大部分电子元器件的发热量首先需要通过接触导热传出,然而受尺寸、空间和重量等的限制,提高接触界面的换热能力十分重要,因此研究接触热阻具有普遍且十分重要的意义。
对于晶体和金属材料之间的接触热阻的研究,由于晶体用于激光设备中,为了保证晶体的工作状态,得到晶体的温度分布,需要对晶体与金属材料的接触热阻进行研究,探明传热机理。
晶体与金属之间接触热阻的研究是激光设备、空间热控技术、高温超导、微电子器件散热等领域所关注解决的关键科学问题和技术难点,涉及多个学科领域,是国际学科前沿研究的热点。
2、国内外研究现状 2.1国内研究现状 从上个世纪70年代末以来,国内学者们也逐渐开展了接触热阻的研究,并取得了一定的成果。
接触热阻研究主要集中在无氧铜、玻璃钢、氧化铝、金属复合材料等固体材料方面,在研究领域上涉及航天设备、集成电路、激光设备、超导传输等。
上海交通大学的徐烈[1-3]、赵兰萍团队研究了低温真空条件下固体接触表面的热阻问题。
他们在传统的二维接触界面层理论基础上,从接触界面集合形貌、接触压力出发,对表面模型和表面形变模型进行了分析和比较,通过实验手段及分析接触热阻数据,获得了很多研究成果。