Integrerte kretser er hjernen i nesten alle moderne enheter , fra mobiltelefon til den bærbare datamaskinen til romstasjonen . En integrert krets , på størrelse med et frimerke , kan inneholde mer enn en milliard transistorer . Denne ekstreme miniatyrisering krever jevn temperatur over silisiumskiver som kretsene er bygget . Termisk ledningsevne ( representert som "K" ) er et mål på hvor lett et materiale leder varme . Det er en kritisk parameter for å bestemme og å designe for temperaturensartethet . Fakta

Termisk konduktivitet er en av mange termiske egenskapene til materialet silisium. Andre egenskaper, inkluderer spesifikk varme ( 0,70 joule per gram grad Kelvin ) som bidrar til å bestemme effekten som kreves for å heve temperaturen av skiven , kokepunkt ( 2,628 grader Kelvin ) , smeltepunkt ( 1683 K ), kritisk temperatur ( 5159 K) , termisk diffusivitet ( 0,9 cm2 per sekund) , lineær termisk ekspansjon eller termisk utvidelse koeffisient ( 2,6 • 10-6 C - 1 ) , Debye temperatur ( 640 K ) og andre.
Verdier
med

Varmeledningsevnen endringer som temperaturendringer . " Du må holde den nødvendige driftstemperaturen i tankene når du bruker varmeledningsevne å bestemme temperaturen distribusjon på tvers av wafer , " advarer Michael Klebig , et Silicon Valley salgsingeniør spesialisert seg på bruk av varme i halvlederskive behandling. " Den gale varmeledningsevne betyr at du ikke oppnå den temperaturen ensartethet du trenger og ytelsen til enhetene vil bli kompromittert . Hvis det er ille nok, vil du ikke være i stand til å fortsette til neste trinn av halvleder behandling sekvens . Den wafer vil være ubrukelig . "

urenheter
p Det er to typer urenheter i silisium chip produksjonsprosessen. Først, er urenheter iboende i den opprinnelige silisium ingot . Den andre typen av urenhet er kjent som et dopemiddel , en urenhet hensikt innført i produksjonsprosessen for å forandre de elektriske egenskapene til silisium i bestemte , eksponerte områder på en wafer. Ettersom nivået av urenheter øker, synker varmeledningsevne. " Ved utforming for jevn temperatur , må du foreta justeringer som svar på lavere ledeevne av dopet silisium , " sier Klebig . " Dopet silisium over 100 grader Kelvin har ubetydelig innvirkning på termisk ledningsevne. "
Expert Insight

Bestemme temperatur ensartethet ved bruk av termisk ledningsevne og andre termiske egenskaper er en ekstremt kompleks oppgave . "Som et resultat , " sier Klebig ", bør du benytte beste kjente metoder når man designer for jevn temperatur , for eksempel 3D termisk endelig element analyse ( FEA ) datamodellering . Store tekniske organisasjoner vanligvis har sine egne FEA modelleringsgrupper . Hvis du don ' t har tilgang til en slik ressurs i din bedrift , ta kontakt med en FEA ingeniørfirma . "
Warning

Vær oppmerksom på at varmeledningsevne materialegenskaper er forskjellige for silisium i flytende skjema . Flytende silisium har tre ganger varmeledningsevne av solid silikon .