Feltörekvő és fejlődő hűtési technológia

Kétdimenziós anyagok

Kétdimenziós anyagok alatt azokat az anyagokat értjük, amelyekben az elektronok nanométeres skálán csak két dimenzióban tudnak szabadon mozogni, vagyis az elektronok csak síkban mozoghatnak. A gyakori kétdimenziós anyagok közé tartozik a grafén, a hatszögletű bór-nitrid, a szuperrácsok, a kvantumkutak stb. Nagyon jó hővezető képessége miatt kétdimenziós anyagok használhatók az elektronikus chipek csomagolásában a hőleadás fokozására. A grafén, mint tipikus képviselője, erős sp2 kötésének köszönhetően ultramagas, 5300 W/(m·K) hővezető képességgel rendelkezik, amely ígéretes hőleadó anyagként használható. Számos dokumentum beszámolt arról, hogy különféle grafén alapú fóliák, grafénpapír, többrétegű grafén/epoxi polimer anyagok és grafénlapok használhatók hőelvezető rétegként elektronikus eszközökben. A hatszögletű bór-nitrid, mint hővezető, de elektromosságot nem vezető kétdimenziós anyag, hővezető képessége 390 W/(m·K), a tágulási együtthatója pedig a legkisebb a jelenleg ismert kerámiaanyagok között.

A grafén hőelvezetési alkalmazása kétdimenziós anyagokban a legreprezentatívabb. A szerző úgy véli, hogy az elektronikus chip hőleadása során a grafén film befedhető a chipen, a hatszögletű bór-nitrid pedig a csomagológyantába tölthető, ami igen nagy is lehet. A hőellenállás csökkenésének mértéke. A kétdimenziós anyaghőelvezetés jelenleg fejlesztési szakaszban van az iparban, és ezen a téren még hosszú út áll előttünk. Érett állapotban a kétdimenziós anyagok biztosan ragyogni fognak a forgács hőelvezetése terén.

Ion szél hőelvezetése

Amikor elektromos mezőt alkalmazunk egy éles felület és egy tompa felület között, nagyszámú negatív ion ionizálódik az éles felület közelében, és nagyszámú pozitív ion keletkezik a tompa felület közelében. A pozitív és negatív ionokat semlegesíteni kell, a negatív ionok pedig elrepülnek a pozitív ionokhoz. Az ionok mozgása nagy zavart okoz a környező folyadékban. A tehetetlenség miatt a levegőben lévő más molekulák együtt mozognak, ionszelet generálva. A 7. ábra az ionszél-generáció sematikus diagramja. Az ionszél-hőelvezetési technológiát először Alexander Mamishev professzor találta fel 2006-ban. A Tessera, a globális elektronikai termékek miniatürizálási technológiai beszállítója piacra dobta az Electrohydro Dynamic (EHD) hőelvezetési megoldást, amely az ionszél hőelvezetésén alapul. A felület mindössze 3 cm2, és beépíthető. A laptopban. Ennek a hőelvezetési módszernek a legnagyobb előnye, hogy nincs mechanikus mechanizmus és nem keletkezik zaj. Van néhány probléma az ionszél hőelvezetésével. Például megnőhet a rendszer energiafogyasztása, és az ionszél által keltett elektromágneses sugárzás az emberi egészségre is hatással lesz. Ezeket a problémákat azonban megoldották. A porképződés megelőzésével és az élettartam meghosszabbításával kapcsolatos problémák még mindig megoldás alatt állnak.

Következtetésképpen

A fenti több hőleadási módszer válogatása és elemzése után nem nehéz belátni, hogy az elektronikai eszközök folyamatos frissítésével, fejlődésével az elektronikai eszközök hőleadási módjai egyre inkább a hordozhatóságot és a nagyobb hatékonyságot követik. Míg az elektronikus eszközök és az elektronikus chipek pontosabbak és kompaktabbak, hőelvezetési problémákat is okoznak. A hőmérsékletnek az elektronikai berendezésekre gyakorolt ​​hatása elsősorban két vonatkozásban tükröződik: az egyik a chip hőhibája, a másik pedig a feszültségkárosodás. Összehasonlítva a fenti hőleadási módszereket, ha egy módszer önmagában túl sok hiányossággal rendelkezik, több módszer is alkalmazható a hő elvezetésére, például: ionszél és kényszerlevegő hűtés a hőelvezetéshez; fázisváltó energiatároló és hőcsövek hőelvezetéshez; 2. A dimenziós anyagokat csomagolják és más hőelvezetési módszerekkel kombinálják."5D elektronikus vér" Ez egy nagyon ígéretes technológia, és ez nagy változást fog jelenteni a fejlesztendő elektronikus berendezésekben. Egyre elterjedtebbé válik a kétdimenziós anyagok használata az elektronikai berendezések csomagolására és a mikrocsatornák alkalmazása a fenéklemezen, és a különböző helyzetekhez más hőelvezetési módszereket kell választani. A szerző személy szerint a fázisváltós energiatároló hűtést és a hőcsöves hűtést részesíti előnyben.