薄膜銅三明治晶片  靈活性和抗高溫能力兼具

編譯／高晟鈞

隨著技術不斷地進步，所有的電子設備走向了精簡化，體積變得越來越小；然而，這也意味著它們過熱和燒壞的風險大大地稱加。儘管科學家們致力於研究相關的冷卻技術，但礙於材料本身的限制，電子晶片與冷卻技術的發展仍有一定的限制與阻礙。

近期，卡內基梅隆大學機械工程的教授製造了一種煎具靈活性、且散熱良好的銅膜，很好地解決了前文提到的技術障礙。該銅膜由兩層薄銅膜和夾在其間的石墨烯塗層（銅奈米線）組成一個類似於三明治的結構。

傳統散熱技術需要在晶片中有奈米線的地方設計散熱系統，因此，它們的應用門檻與成本都很高；然而，這款新的三明治奈米銅膜結構，不依賴於任何基材，是一種獨立的薄膜，可以切割成任意形狀與尺寸，直接填充於各種電子元件的間隙當中。

這種三明治結構是由CHEN Shen教授所開發的「超級焊料」構建而成，他是一種熱介面材料，可以向傳統的焊料一樣使用，但熱導率是當前最先進技術的兩倍之多。通過在石墨烯塗層中塗覆這種「超級焊料」，不只增強了薄膜的熱傳導能力並防止了氧化風險，延長使用壽命。與市面上的導熱黏著劑相比，三明治在相同厚度的情況下，可將熱阻（熱阻低，熱傳導能力高，也就意味著散熱能力強）降低90%以上。

由於三明治結構的超強機械靈活性，他可以在各式柔性電子和微電子領域實現廣泛的應用。其中包含了LED、激光器、用於通信的傳感器或植入性電子設備等等。

目前，研究團隊正致力於探索其在工業領域中的大規模生產和降低成本等改進方法。總地來說，這種材料的潛力不可忽視，通過允許電子設備在較低的溫度下，以更高的性能運行，將有助於各式電子系統的發展。

資料來源:Phys.org

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