Các nhà khoa học tại Viện Khoa học và Vật liệu Skoltech ở Nga đã cải thiện các tính chất của một loại polyme được sử dụng trong in 3D. Bằng cách bổ sung các "mảnh" boron nitrit vào nhưa hoạt hóa ánh sáng (photopolyme), nhóm nghiên cứu đã tăng gấp đôi khả năng dẫn nhiệt của vật liệu. Điều đó giúp ngăn các vi mạch được bọc bằng nhựa polyme không bị nóng quá và cho phép chế tạo các thiết bị vi điện tử nhỏ và mạnh hơn. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Polyme.

"Công nghệ in mà chúng tôi phát minh ra là một bước hướng đến sự kết hợp giữa công nghệ vi điện tử và công nghệ phụ gia", PGS. Stanislav Evlashin, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Mặc dù nghiên cứu trước đây có xu hướng tập trung in các điểm tiếp xúc dẫn điện cho thiết bị điện tử dẻo, nhưng chúng tôi đã tiến hành cải thiện các đặc tính của polyme để phù hợp làm vỏ bọc vi mạch".

Khi các thiết bị điện tử có kích thước ngày càng nhỏ, vấn đề đảm bảo cho các thiết bị quá nóng rất nan giải. Khi các thiết bị bị nhồi nhét vào không gian nhỏ hơn, điện năng vẫn giữ nguyên dẫn đến tình trạng quá nóng và hỏng hóc thiết bị nhanh hơn. Để giải quyết vấn đề này, cần sử dụng các vật liệu dẫn nhiệt tốt hơn.

Bản thân các con chip được làm bằng silicon, dẫn nhiệt tốt, nhưng vỏ bọc của nó có thể cản trở quá trình truyền nhiệt do tính dẫn nhiệt thấp. Vật liệu được sử dụng làm vỏ bọc bên ngoài trong trường hợp của các thiết bị có hình dạng phức tạp là nhựa photopolyme - dạng bột nhão đông đặc lại khi tiếp xúc với bức xạ trong máy in 3D. Đặc tính của nhựa photopolyme được cải thiện trong nghiên cứu của các nhà khoa học tại Viện Khoa học và Vật liệu Skoltech.

Daniil Chernodubov, một trong các tác giả nghiên cứu giải thích: “Các đặc tính mong đợi của nhựa photopolyme có thể được dùng làm vỏ bọc vi mạch, là nó phải dẫn nhiệt tốt trong khi không dẫn điện. Chúng tôi đã tăng gấp đôi độ dẫn nhiệt của vật liệu mà không ảnh hưởng đến đặc tính cách nhiệt hoặc độ bền cơ học của nó. Để làm được điều này, chúng tôi đã đổ đầy vào polyme một hợp chất khác gọi là boron nitrit dạng mảnh chiếm 20% thể tích".

Theo Evlashin, kỹ thuật thực tế mà họ sử dụng để in được gọi là trùng hợp ánh sáng kỹ thuật số. Kỹ thuật này có độ phân giải cao và phù hợp để bao gói các thiết bị có hình dạng phức tạp. Kỹ thuật cũng có thể được sử dụng để in viên nang trực tiếp trên chip silicon. Tính dẫn nhiệt tăng cường của polyme sẽ đảm bảo mức độ ổn định và tính toàn vẹn của các linh kiện điện tử và cho phép chúng hoạt động với hiệu quả cao.

N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2023-07-flaky-compound-chips-fried.html, 4/7/2023