09/01/2012 - Nouvelle méthode pour améliorer le contrôle thermique des dispositifs électroniques

Menéame

Une nouvelle méthode pour optimiser la conductivité thermique de certains matériaux impliqués dans le développement de smartphones, d’ordinateurs et d’autres appareils électroniques pourrait faciliter un meilleur comportement thermique de ces appareils, en augmentant leur efficacité. Le progrès a été réalisé par un groupe d’ingénieurs de la Université de Vanderbiltaux États-Unis.

Grâce à une innovation réalisée par des ingénieurs de l’Université de Vanderbilt aux États-Unis, les effets thermiques qui ont une incidence sur le fonctionnement des téléphones portables, des ordinateurs personnels et d’autres dispositifs pourraient être optimisés pour améliorer le fonctionnement de ces appareils. Les progrès seraient réalisés grâce à des améliorations de la conductivité thermique de certains matériaux.

En particulier, les scientifiques ont mis au point un nouveau moyen d’améliorer la conductivité thermique, propriété de base générale des matériaux utilisés dans l ’, ce qui donnera aux ingénieurs un outil important pour la gestion des effets thermiques sur les smartphones, les ordinateurs, les appareils laser et autres dispositifs similaires.

Le succès de ce groupe d’ingénieurs américains a été diffusé par un communiqué de presse de l’Université de Vanderbilt, ainsi que dans la revue spécialisée Nature Nanotechnology. L’avancement a été réalisé par un groupe d’ingénieurs dirigés par Deyu Li, professeur associé d’ingénierie mécanique à Vanderbilt.

Li et ses collaborateurs ont découvert que la conductivité thermique des nanocinthes de nitrure de manganèse peut être améliorée de 45%, toujours selon le processus utilisé dans leur intégration. Un autre point essentiel est que les résultats peuvent être appliqués à d’autres matériaux de film fin utilisés en électronique.

Gros impact futur

Selon les experts, le développement est une méthode innovante destinée à contrôler les effets thermiques sur les puces d’ordinateurs ou de téléphones mobiles, et aura très probablement un impact significatif sur la microélectronique, notamment sur la conception de nouvelles générations de dispositifs plus efficaces.

Les applications couvriraient également le domaine de l’optoélectronique et la conception de dispositifs à laser et à LED, ainsi que d’autres spécialités connexes. La découverte a été faite à partir d’une réinterprétation du schéma classique utilisé pour décrire la façon dont la chaleur est dispersée dans ces matériaux.

Les ingénieurs et les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient contrôler la conductivité thermique entre une valeur maximale et une valeur minimale dans le traitement de l’interface reliant les paires de nanocinthes de nitrure de manganèse, au moyen de différentes solutions qui n’étaient pas couvertes par les schémas traditionnels.

Par exemple, il a été découvert que les plombs impliqués dans le processus peuvent traverser ces interfaces sans être dispersés, ce qui améliore considérablement la conductivité thermique. Par ailleurs, un autre avantage important de la nouvelle méthodologie est que l’optimisation de la conductivité est totalement réversible, ce qui permet aux matériaux d’améliorer leurs effets thermiques ou de revenir à leur état antérieur si nécessaire.

Application en microélectronique et nanocomposés

Selon les ingénieurs de l’Université Vanderbilt, il est très complexe qu’une propriété fondamentale des matériaux utilisés en électronique puisse être totalement réversible. En conséquence, cet aspect de la nouvelle approche de la conductivité thermique suscite un intérêt particulier pour la recherche.

L’un des premiers domaines dans lesquels cette nouvelle méthodologie trouvera une application rapide est l’administration thermique des dispositifs microélectroniques, comme par exemple les puces d’ordinateur. Aujourd'hui, l’un des plus grands problèmes liés aux puces est la production de chaleur, donc éviter le surchauffe est essentiel pour augmenter l’efficacité.

Dans ce domaine, une meilleure compréhension des phénomènes de transport thermique à travers les interfaces est essentielle pour optimiser la gestion thermique des dispositifs microélectroniques, selon les ingénieurs eux-mêmes, dont les recherches ont bénéficié du soutien financier de la National Science Foundation. En outre, les ingénieurs et les chercheurs ont bénéficié de la collaboration de Lockheed Martin et de la Office of Naval Research.

Outre ses applications dans le domaine de la microélectronique, la nouvelle approche pourrait améliorer la conception des nanocomposés, des matériaux fabriqués par l’incorporation d’additifs de nanostructures telles que les nanotubes de carbone dans un matériau de réception, tels que différents polymères. Ces nanocomposés sont développés pour être utilisés sur des appareils électroniques flexibles, largement appliqués dans différentes industries.

Source Espagnol:  Tendances de l’ingénierie (par Pablo Javier Piacente)

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