Pojava i razvoj tehnologije hlađenja
Dvodimenzionalni materijali
Dvodimenzionalni materijali odnose se na materijale u kojima se elektroni mogu slobodno kretati samo na nanometarskoj skali u dvije dimenzije, odnosno elektroni se mogu kretati samo u ravnini. Uobičajeni dvodimenzionalni materijali uključuju grafen, heksagonalni bor nitrid, superrešetke, kvantne bušotine, itd. Zbog svoje vrlo dobre toplinske vodljivosti, dvodimenzionalni materijali se mogu koristiti u pakiranju elektroničkih čipova za poboljšanje odvođenja topline. Grafen, kao tipični predstavnik, ima ultra-visoku toplinsku vodljivost od 5300 W/(m·K) zbog svoje jake sp2 veze, koja se može koristiti kao obećavajući materijal za rasipanje topline. Mnogi dokumenti izvještavaju da se različiti filmovi na bazi grafena, grafen papir, višeslojni grafen/epoksi polimerni materijali i grafenski listovi mogu koristiti kao slojevi za rasipanje topline u elektroničkim uređajima. Heksagonalni bor nitrid, kao dvodimenzionalni materijal koji provodi toplinu, ali ne provodi struju, ima toplinsku vodljivost od 390 W/( m·K), a koeficijent ekspanzije je najmanji među trenutno poznatim keramičkim materijalima.
Primjena odvođenja topline grafena u dvodimenzionalnim materijalima je najreprezentativnija. Autor smatra da se grafenski film može prekriti na čipu tijekom odvođenja topline elektroničkog čipa, a heksagonalni bor nitrid može se napuniti u smolu za pakiranje, koja može biti vrlo velika. Stupanj smanjenja toplinskog otpora. Odvođenje topline dvodimenzionalnih materijala trenutno je u fazi razvoja u industriji, a u ovom području još je dug put. Kada sazriju, dvodimenzionalni materijali zasigurno će zasjati u području odvođenja topline čipsa.
Odvođenje topline ionskim vjetrom
Kada se između oštre površine i tupe površine primjeni električno polje, veliki broj negativnih iona će se ionizirati u blizini oštre površine, a veliki broj pozitivnih iona će se generirati u blizini tupe površine. Pozitivne i negativne ione treba neutralizirati, a negativni ioni odlete do pozitivnih iona. Kretanje iona će uzrokovati velike smetnje okolnoj tekućini. Zbog inercije, druge molekule u zraku se tjeraju da se kreću zajedno, stvarajući ionski vjetar. Slika 7 je shematski dijagram stvaranja ionskog vjetra. Tehnologiju odvođenja topline ionskim vjetrom prvi je izumio profesor Alexander Mamishev 2006. Tessera, globalni dobavljač tehnologije minijaturizacije elektroničkih proizvoda, lansirao je Electrohydro Dynamic (EHD) rješenje za odvođenje topline temeljeno na disipaciji topline ionskim vjetrom. Površina je samo 3cm2 i može se ugraditi. U laptopu. Najveća prednost ove metode odvođenja topline je u tome što ne postoji mehanički mehanizam i ne stvara se buka. Postoje neki problemi s ionskim rasipanjem topline vjetrom. Na primjer, potrošnja energije sustava može se povećati, a elektromagnetsko zračenje koje stvara ionski vjetar također će utjecati na ljudsko zdravlje. Međutim, ovi problemi su riješeni. Problemi kako spriječiti prašinu i kako produžiti vijek trajanja još se rješavaju.
U zaključku
Nakon razvrstavanja i analize gore navedenih nekoliko metoda odvođenja topline, nije teško vidjeti da s kontinuiranim ažuriranjem i napretkom elektroničkih uređaja, metode odvođenja topline elektroničkih uređaja sve više teže prenosivosti i većoj učinkovitosti. Dok su elektronički uređaji i elektronički čipovi precizniji i kompaktniji, oni također donose probleme s rasipanjem topline. Utjecaj temperature na elektroničku opremu uglavnom se ogleda u dva aspekta: jedan je toplinski kvar čipa, a drugi je oštećenje pod stresom. Uspoređujući gore navedene metode odvođenja topline, ako samo jedna metoda ima previše nedostataka, može se koristiti više metoda za odvođenje topline, kao što su: ionski vjetar i prisilno hlađenje zraka za odvođenje topline; pohrana energije s promjenom faze i toplinske cijevi za odvođenje topline; 2. Dimenzionalni materijali se pakiraju i kombiniraju s drugim metodama odvođenja topline."5D elektronska krv" je vrlo obećavajuća tehnologija i bit će to velika promjena u elektroničkoj opremi koju treba razviti. Upotreba dvodimenzionalnih materijala za pakiranje elektroničke opreme i korištenje mikrokanala na donjoj ploči sve će se više koristiti, a za različite situacije potrebno je odabrati druge metode odvođenja topline. Autor osobno preferira hlađenje pohrane energije s promjenom faze i hlađenje toplinskih cijevi.
