Улучшены свойства полимера, используемого в 3D-печати

05.07.2023
Улучшены свойства полимера, используемого в 3D-печати
Добавив в фотополимер «хлопья» нитрида бора, исследователи Сколтеха удвоили его теплопроводность, что потенциально может использоваться для отведения тепла от микросхем и предотвращения перегрева устройства.

«Разработанная технология печати — это шаг на пути объединения микроэлектроники и аддитивных технологий, — рассказывает один из авторов работы, старший преподаватель Сколтеха Станислав Евлашин. — В отличие от предыдущих работ, где внимание учёных было направлено на получение проводящих контактов для гибкой электроники, в нашей работе мы сосредоточились на улучшении свойств полимеров, которые могут использоваться для корпусирования микросхем».

По мере миниатюризации электроники проблема отвода тепла становится более актуальной: концентрируясь в меньшем объёме, та же мощность быстрее приводит к перегреву и, как следствие, к отказу устройств, для чего необходимо разрабатывать материалы с более высоким значением теплопроводности.

Сам по себе кремний, из которого состоят подложки микросхем, хорошо отводит тепло, но охлаждению может препятствовать внешний корпус микросхемы, который обладает низким значением теплопроводности. При использовании 3D-принтеров, на которых изготавливают микроэлектронику со сложной геометрией, корпус печатают пастой из фотополимера — материала, который твердеет под воздействием излучения. Как раз его свойства и улучшили учёные из Сколтеха.

«Требования к фотополимеру в данном случае — он должен хорошо проводить тепло и не проводить электрический ток, — объясняет соавтор исследования Даниил Чернодубов. — Так вот, нам удалось не просто повысить, а удвоить его теплопроводность. При этом изоляционные свойства и прочность не пострадали. Для этого в полимер добавили другое вещество, нитрид бор, в форме хлопьев — получился композитный материал». Объёмная доля нитрида бора в композите — 20%.

«Для печати мы использовали технологию Digital Light Polymerization, которая обладает высоким разрешением и может использоваться как для печати корпусов изделий со сложной геометрией, так и для печати корпусов непосредственно на кремниевом чипе, — добавляет Евлашин. — Увеличенная теплопроводность фотополимера обеспечит стабильность электронных компонентов, а также позволит эксплуатировать изделия при более высоких характеристиках».

Работа опубликована в журнале Polymers.

Читайте также
Увеличение бюджета, сдвиг сроков и вымотанные нервы — как это предотвратить, работая с ИТ-аутсорсерами? Ответ прост: выбрать надежную компанию и обеспечить прозрачность, тогда и не возникнет неожиданных результатов. Вот только какие маячки сигнализируют, что с аутсорсером не сработаетесь, даже если его порекомендовали знакомые? И как выстроить работу, чтобы не разочароваться в сотрудничестве? Делюсь знаниями и кейсами на основе моего пятилетнего опыта работы на стороне ИТ-аутсорсера.

Похожие статьи