随着雷达系统性能的不断提升,器件产生的热量也随之增加,这直接影响到系统的稳定性和效率。金刚石热沉片凭借其独特的性能优势,为雷达TR组件的热管理提供了一种革新性的解决方案。通过实际应用验证,采用金刚石热沉可以显著提升系统性能,延长设备寿命,为雷达系统的设计和优化开启新的可能。
金刚石具有热导率高、对空间环境适应性强等优点,在散热问题的解决上潜力巨大。研究人员将多晶金刚石作为热沉材料,在天线T/R组件铝合金框架中嵌入了48片高导热金刚石片,可将天线T/R组件遥测温度范围控制在6.2~17.2 ℃,T/R 组件的最大温度梯度为2.2℃;当天线在全传输模式下工作20 min后,天线T/R组件仅升温2.3℃。使用金刚石热沉后,组件的工作温度降低,功耗减少,显著提高了系统效率和可靠性。此外,由于金刚石热沉的轻量化设计,雷达系统的整体重量减轻,空中停留时间得以延长。
金刚石热沉片的优势:
1. 极高的热导率:金刚石的热导率远超传统材料如铜和铝,能有效快速地散发TR组件产生的热量,降低工作温度。
2. 低热膨胀系数:与硅等半导体材料匹配良好,减少因温度变化导致的机械应力,提高组件寿命。
3. 轻质高强度:减轻整体系统重量的同时,保证结构稳定性,适应高速移动平台的需求。
4. 耐高温与化学稳定性:金刚石材料在极端环境下仍能保持优异的性能,延长设备在恶劣条件下的工作时间。
化合积电作为金刚石材料的制造商,将继续致力于推动这一领域的技术创新和发展。化合积电现有核心产品晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石异质集成复合衬底等。其中,晶圆级金刚石生长面表面粗糙度Ra<1nm;金刚石热沉片热导率高达1000-2200W/m.k,技术指标皆达世界领先水平。此外,金刚石热沉在大功率激光器、航空航天、新能源汽车、GPU等诸多领域均有应用。