Powstająca i rozwijająca się technologia chłodzenia

Materiały dwuwymiarowe

Materiały dwuwymiarowe odnoszą się do materiałów, w których elektrony mogą poruszać się swobodnie w skali nanometrycznej tylko w dwóch wymiarach, to znaczy elektrony mogą poruszać się tylko w płaszczyźnie. Typowe materiały dwuwymiarowe to grafen, heksagonalny azotek boru, supersieci, studnie kwantowe itp. . Ze względu na bardzo dobrą przewodność cieplną materiały dwuwymiarowe mogą być stosowane w opakowaniach chipów elektronicznych w celu zwiększenia rozpraszania ciepła. Grafen, jako typowy przedstawiciel, ma ultra-wysoką przewodność cieplną 5300 W/(m·K) dzięki silnemu wiązaniu sp2, które może być wykorzystane jako obiecujący materiał rozpraszający ciepło. W wielu dokumentach doniesiono, że jako warstwy rozpraszające ciepło w urządzeniach elektronicznych można stosować różne folie na bazie grafenu, papier grafenowy, wielowarstwowe materiały grafenowe/epoksypolimerowe i arkusze grafenowe. Sześciokątny azotek boru, jako dwuwymiarowy materiał przewodzący ciepło, ale nie przewodzący elektryczności, ma przewodność cieplną 390 W/(m·K), a współczynnik rozszerzalności jest najniższy spośród obecnie znanych materiałów ceramicznych.

Najbardziej reprezentatywne jest zastosowanie rozpraszania ciepła grafenu w materiałach dwuwymiarowych. Autor uważa, że ​​film grafenowy można pokryć na chipie podczas odprowadzania ciepła z chipa elektronicznego, a heksagonalny azotek boru można wypełnić żywicą opakowaniową, która może być bardzo duża. Stopień zmniejszenia oporu cieplnego. Dwuwymiarowe rozpraszanie ciepła z materiałów znajduje się obecnie w fazie rozwoju w branży, a w tej dziedzinie jest jeszcze długa droga. Gdy dojrzałe, dwuwymiarowe materiały z pewnością zabłysną w zakresie odprowadzania ciepła od wiórów.

Rozpraszanie ciepła przez wiatr jonowy

Gdy pole elektryczne zostanie przyłożone między ostrą a tępą powierzchnią, duża liczba jonów ujemnych zostanie zjonizowana w pobliżu ostrej powierzchni, a duża liczba jonów dodatnich zostanie wygenerowana w pobliżu tępej powierzchni. Jony dodatnie i ujemne muszą zostać zneutralizowane, a jony ujemne odlatują do jonów dodatnich. Ruch jonów spowoduje duże zakłócenie otaczającego płynu. Z powodu bezwładności inne cząsteczki w powietrzu poruszają się razem, generując wiatr jonowy. Rysunek 7 jest schematycznym diagramem generowania wiatru jonowego. Technologia rozpraszania ciepła jonowego wiatru została po raz pierwszy wynaleziona przez profesora Alexandra Mamisheva w 2006 roku. Tessera, globalny dostawca technologii miniaturyzacji produktów elektronicznych, wprowadził na rynek rozwiązanie rozpraszania ciepła Electrohydro Dynamic (EHD) oparte na rozpraszaniu ciepła przez wiatr jonowy. Powierzchnia wynosi tylko 3cm2 i można ją zamontować. W laptopie. Największą zaletą tej metody rozpraszania ciepła jest brak mechanizmu mechanicznego i brak hałasu. Istnieją pewne problemy z rozpraszaniem ciepła wiatru jonowego. Na przykład zużycie energii przez system może wzrosnąć, a promieniowanie elektromagnetyczne generowane przez wiatr jonowy będzie miało również wpływ na zdrowie ludzi. Jednak problemy te zostały rozwiązane. Nadal rozwiązywane są problemy, jak zapobiegać pyleniu i jak przedłużyć żywotność.

Podsumowując

Po uporządkowaniu i przeanalizowaniu powyższych kilku metod rozpraszania ciepła, nietrudno zauważyć, że wraz z ciągłą aktualizacją i postępem urządzeń elektronicznych, metody rozpraszania ciepła urządzeń elektronicznych w coraz większym stopniu dążą do przenośności i wyższej wydajności. Chociaż urządzenia elektroniczne i chipy elektroniczne są bardziej precyzyjne i kompaktowe, powodują również problemy z rozpraszaniem ciepła. Wpływ temperatury na sprzęt elektroniczny odzwierciedla się głównie w dwóch aspektach: jednym jest uszkodzenie termiczne chipa, a drugim uszkodzenie naprężeniowe. Porównując powyższe metody rozpraszania ciepła, jeśli jedna metoda ma zbyt wiele braków, do rozpraszania ciepła można zastosować wiele metod, takich jak: wiatr jonowy i wymuszone chłodzenie powietrzem w celu rozpraszania ciepła; magazynowanie energii ze zmianą fazy i rury cieplne do rozpraszania ciepła; 2. Materiały wymiarowe są pakowane i łączone z innymi metodami rozpraszania ciepła."5D elektroniczna krew" jest bardzo obiecującą technologią i będzie to duża zmiana w rozwoju sprzętu elektronicznego. Zastosowanie dwuwymiarowych materiałów do pakowania sprzętu elektronicznego oraz zastosowanie mikrokanalików na płycie dolnej będzie coraz szerzej stosowane, a inne metody odprowadzania ciepła muszą być dobierane do różnych sytuacji. Autor osobiście preferuje chłodzenie fazowe z magazynowaniem energii i chłodzenie rurek cieplnych.