冷却技術の出現と開発

二次元素材

二次元材料とは、電子がナノメートルスケールで二次元でしか自由に移動できない、つまり電子が平面内でしか移動できない材料を指します。 一般的な2次元材料には、グラフェン、六方晶窒化ホウ素、超格子、量子井戸などがあります。 熱伝導率が非常に優れているため、電子チップのパッケージに2次元材料を使用して、熱放散を高めることができます。 グラフェンは、その代表的な例として、強力なsp2結合により、5300 W /（m・K）の超高熱伝導率を持ち、有望な放熱材料として使用できます。 多くの文書が、さまざまなグラフェンベースのフィルム、グラフェン紙、多層グラフェン/エポキシポリマー材料、およびグラフェンシートを電子デバイスの放熱層として使用できることを報告しています。 熱を伝導するが電気を伝導しない二次元材料としての六方晶窒化ホウ素は、熱伝導率が390 W /（m・K）であり、膨張係数は現在知られているセラミック材料の中で最小です。 図6は、2次元材料を使用してIGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）をパッケージ化するための回路図です。

数値シミュレーションを通して、Liu Shutian etal。 最高の放熱性能を備えた2次元多孔質材料は、通常の六角形の微細構造の一種であることがわかりました。 Wu Xiangshuiらは、二次元材料の熱伝導率測定技術とさまざまな二次元材料の熱伝導率を詳細に紹介しました。 Bao Jieは、2次元の層状材料である六方晶窒化ホウ素を使用して、高出力電子デバイスの放熱問題を解決し、その放熱効果をさらに高める計画を​​提案しています。 二次元材料におけるグラフェンの熱放散アプリケーションが最も代表的です。 著者は、電子チップの熱放散中にグラフェンフィルムをチップ上で覆うことができ、六方晶窒化ホウ素を非常に大きくなる可能性のあるパッケージング樹脂に充填できると考えています。 熱抵抗の低下の程度。 二次元材料の熱放散は、現在、業界で開発段階にあり、この分野ではまだ長い道のりがあります。 成熟すると、チップの熱放散の分野で二次元の材料が確実に輝きます。

2.2イオン風の熱放散鋭い表面と鈍い表面の間に電界をかけると、鋭い表面の近くで多数の負イオンがイオン化され、鈍い表面の近くで多数の正イオンが生成されます。 正イオンと負イオンを中和する必要があり、負イオンは正イオンに飛んでいきます。 イオンの動きは、周囲の流体に大きな乱れを引き起こします。 慣性により、空気中の他の分子が一緒に移動するように駆動され、イオン風が発生します。 図7にイオン風発生の概略図を示します。 イオン風熱放散技術は、2006年にAlexander Mamishev教授によって最初に発明されました。世界的な電子製品小​​型化技術サプライヤーであるTesseraは、イオン風熱放散に基づくElectrohydro Dynamic（EHD）熱放散ソリューションを発表しました。 表面積はわずか3cm2で設置可能です。 ラップトップで。 この放熱方法の最大の利点は、機械的なメカニズムがなく、ノイズが発生しないことです。 イオン風の熱放散にはいくつかの問題があります。 たとえば、システムのエネルギー消費量が増加する可能性があり、イオン風によって生成される電磁放射も人間の健康に影響を与えます。 ただし、これらの問題は解決されています。 ほこりを防ぐ方法や耐用年数を延ばす方法の問題はまだ解決されていません。

上記のいくつかの熱放散方法を分類して分析した後、電子デバイスの継続的な更新と進歩により、電子デバイスの熱放散方法がますます携帯性とより高い効率を追求していることを理解するのは難しいことではありません。 電子デバイスと電子チップはより正確でコンパクトですが、熱放散の問題ももたらします。 電子機器への温度の影響は、主に2つの側面に反映されます。1つはチップの熱故障であり、もう1つは応力による損傷です。 上記の熱放散方法を比較すると、1つの方法だけで欠陥が多すぎる場合は、次のような複数の方法を使用して熱を放散できます。 熱放散のための相変化エネルギー貯蔵およびヒートパイプ; 2.寸法材料はパッケージ化され、他の熱放散方法と組み合わされます。" 5D電子血液& quot; は非常に有望な技術であり、開発される電子機器に大きな変化をもたらすでしょう。 電子機器のパッケージングに二次元材料を使用したり、底板にマイクロチャネルを使用したりすることがますます広く使用されるようになり、さまざまな状況に応じて他の放熱方法を選択する必要があります。 著者は個人的に相変化エネルギー貯蔵冷却とヒートパイプ冷却を好みます。

現在、熱放散に関する理論的研究は比較的完了していますが、技術的な問題も数多くあります。 放熱技術のボトルネック問題も間接的に電子機器のさらなる開発を妨げています。 まだまだ先は長いです。 現在の問題を突破し、より良い放熱材料を見つけることは、放熱の分野では常にホットな問題です。