A "supersolda" que revolucionará o desenvolvimento de circuitos e aparelhos

Sheng Shen, da Engenharia Mecânica, criou “supersolda”, um material de interface térmica ultracompacta com o dobro da condutividade térmica das soldas convencionais.

Na eletrônica, a solda é usada para conectar duas partes juntas. Como uma ponte, uma de suas funções mais importantes é transferir o calor dos componentes eletrônicos críticos para o dissipador de calor, que usa ar ou água para dissipar com segurança o calor. À medida que os avanços tecnológicos permitem a criação de computadores e eletrônicos menores e mais potentes - e com temperaturas em chips de computadores que chegam a mais de 100 ° C - essa função de dissipação de calor se tornou mais crucial do que nunca.

No entanto, as soldas convencionais estão atingindo o limite de sua capacidade de conduzir calor eficientemente durante uma longa vida útil, tornando a dissipação de calor um fator limitante para o desenvolvimento de computação e eletrônica. Se esses campos forem avançar ainda mais, esse gargalo crucial terá que ser superado.

Aqui entra a "supersolda".

O conjunto de supersolda, consistindo de uma camada de nanofios de cobre e estanho intercalados entre duas peças de silício para simular as duas partes sendo conectadas.

Supersolda vista em ampliação de 2500x, revelando o corpo de cobre (o segmento inferior mais escuro) e a cabeça de estanho (o segmento superior mais leve) dos nanofios.

O produto de um Prêmio DARPA para Jovens Faculdades de 2013, a supersolda é um material de interface térmica (MIT) desenvolvido por Shen, professor associado de engenharia mecânica da Carnegie Mellon, em colaboração com pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável. Quatro anos de trabalho resultaram na criação de um material que pode preencher o mesmo papel que as soldas convencionais, mas com o dobro da condutividade térmica dos atuais MITs de última geração.

O segredo por trás do avanço de Shen são as matrizes de nanofios de cobre e estanho.

“Os nanofios são cultivados a partir de um molde usando pequenos poros”, diz Shen. "É a tecnologia de chip que usa galvanoplastia, cultivando uma camada de cada vez, da mesma forma que você cobre um fio elétrico mergulhando-o no eletrólito."

A matriz resultante exibe propriedades térmicas notáveis, sem paralelo com qualquer material de solda atual. No entanto, não é apenas a condutância térmica que torna a supersoldagem única.

A configuração da experiência de ciclos térmicos usada para testar supersolda contra uma solda convencional.

Notícia retirada de https://engineering.cmu.edu/news-events/news/2018/08/08-sheng-shen-supersolder.html