Възникващи и развиващи се технологии за охлаждане
Двуизмерни материали
Двуизмерните материали се отнасят до материали, в които електроните могат да се движат свободно само в нанометрова скала в две измерения, тоест електроните могат да се движат само в равнина. Често срещаните двуизмерни материали включват графен, хексагонален борен нитрид, суперрешетки, квантови кладенци и др. Поради много добрата си топлопроводимост, двуизмерни материали могат да се използват в опаковката на електронни чипове за подобряване на разсейването на топлината. Графенът, като типичен представител, има свръхвисока топлопроводимост от 5300 W/(m·K) поради силната си sp2 връзка, която може да се използва като обещаващ материал за разсейване на топлината. Много документи съобщават, че различни филми на базата на графен, графенова хартия, многослойни графенови/епоксидни полимерни материали и графенови листове могат да се използват като слоеве за разсейване на топлина в електронни устройства. Хексагоналният борен нитрид, като двуизмерен материал, който провежда топлина, но не провежда електричество, има топлопроводимост от 390 W/(m·K), а коефициентът на разширение е най-малкият сред известните в момента керамични материали. Фигура 6 е схематична диаграма на използване на двуизмерни материали за пакетиране на IGBT (биполярен транзистор с изолиран порт).
Чрез числена симулация, Liu Shutian et al. установи, че двуизмерният порест материал с най-добра производителност на разсейване на топлината е тип обикновена шестоъгълна микроструктура. Wu Xiangshui и други представиха подробно технологията за измерване на топлопроводимостта на двуизмерни материали и топлопроводимостта на различни двуизмерни материали. Bao Jie използва хексагоналния борен нитрид от двуизмерен слоест материал, за да реши проблема с разсейването на топлината на високомощните електронни устройства и предлага план за по-нататъшно подобряване на неговия ефект на разсейване на топлината. Приложението за разсейване на топлината на графен в двуизмерни материали е най-представително. Авторът вярва, че графеновият филм може да бъде покрит върху чипа по време на разсейването на топлината на електронния чип, а шестоъгълният борен нитрид може да бъде напълнен в опаковъчната смола, която може да бъде много голяма. Степента на намаляване на термичното съпротивление. Разсейването на топлина от двуизмерен материал в момента е в етап на развитие в индустрията и все още има дълъг път в тази област. Когато са зрели, двуизмерните материали определено ще блестят в областта на разсейването на топлината на чипове.
2.2 Йонно разсейване на топлината от вятъра Когато се приложи електрическо поле между остра повърхност и тъпа повърхност, голям брой отрицателни йони ще бъдат йонизирани близо до острата повърхност и голям брой положителни йони ще се генерират близо до тъпата повърхност. Положителните и отрицателните йони трябва да бъдат неутрализирани, а отрицателните йони отлитат към положителните. Движението на йони ще причини големи смущения в околната течност. Поради инерцията, други молекули във въздуха се движат заедно, генерирайки йонен вятър. Фигура 7 е схематична диаграма на генерирането на йонен вятър. Технологията за разсейване на топлина от йонен вятър е изобретена за първи път от професор Александър Мамишев през 2006 г. Tessera, глобален доставчик на технология за миниатюризация на електронни продукти, пусна решение за електрохидродинамично (EHD) за разсейване на топлината, базирано на йонно разсейване на топлината от вятъра. Площта на повърхността е само 3 cm2 и може да се монтира. В лаптопа. Най-голямото предимство на този метод за разсейване на топлината е, че няма механичен механизъм и не се генерира шум. Има някои проблеми с йонното разсейване на топлината от вятъра. Например, консумацията на енергия на системата може да се увеличи, а електромагнитното излъчване, генерирано от йонния вятър, също ще повлияе на човешкото здраве. Тези проблеми обаче са решени. Проблемите как да се предотврати натрупването на прах и как да се удължи експлоатационният живот все още се решават.
След сортиране и анализиране на горните няколко метода за разсейване на топлината, не е трудно да се види, че с непрекъснатото актуализиране и напредък на електронните устройства, методите за разсейване на топлината на електронните устройства все повече преследват преносимост и по-висока ефективност. Докато електронните устройства и електронните чипове са по-прецизни и компактни, те също носят проблеми с разсейването на топлината. Въздействието на температурата върху електронното оборудване се отразява главно в два аспекта: единият е термичната повреда на чипа, а другият е повредата от напрежение. Сравнявайки горните методи за разсейване на топлината, ако един метод има твърде много недостатъци, могат да се използват множество методи за разсейване на топлината, като: йонен вятър и принудително въздушно охлаждане за разсейване на топлината; смяна на фаза за съхранение на енергия и топлинни тръби за разсейване на топлината; 2. Материалите с размери се опаковат и комбинират с други методи за разсейване на топлината."5D електронна кръв" е много обещаваща технология и ще бъде голяма промяна в електронното оборудване, което ще бъде разработено. Използването на двуизмерни материали за опаковане на електронно оборудване и използването на микроканали на долната плоча ще стават все по-широко използвани, а други методи за разсейване на топлината трябва да бъдат избрани за различни ситуации. Лично авторът предпочита охлаждане за акумулиране на енергия и охлаждане на топлинни тръби.
Понастоящем теоретичните изследвания върху разсейването на топлината са сравнително завършени, но има и много технически трудности. Проблемът с тесното място на технологията за разсейване на топлината също индиректно възпрепятства по-нататъшното развитие на електронното оборудване. Има дълъг път. Преодоляването на настоящите проблеми и намирането на по-добри материали за разсейване на топлина винаги ще бъде горещ проблем в областта на разсейването на топлината.
