Појава и развој технологије хлађења
Дводимензионални материјали
Дводимензионални материјали се односе на материјале у којима се електрони могу слободно кретати само на нанометарској скали у две димензије, то јест, електрони се могу кретати само у равни. Уобичајени дводимензионални материјали укључују графен, хексагонални бор нитрид, суперрешетке, квантне бунаре, итд. Због своје веома добре топлотне проводљивости, дводимензионални материјали се могу користити у паковању електронских чипова како би се побољшало расипање топлоте. Графен, као типичан представник, има ултра-високу топлотну проводљивост од 5300 В/(м·К) због своје јаке сп2 везе, која се може користити као обећавајући материјал за дисипацију топлоте. Многи документи су известили да се различити филмови на бази графена, графен папир, вишеслојни графен/епоксидни полимерни материјали и графенски листови могу користити као слојеви за дисипацију топлоте у електронским уређајима. Хексагонални бор нитрид, као дводимензионални материјал који проводи топлоту, али не проводи струју, има топлотну проводљивост од 390 В/(м·К), а коефицијент експанзије је најмањи међу тренутно познатим керамичким материјалима. Слика 6 је шематски дијаграм коришћења дводимензионалних материјала за паковање ИГБТ (биполарног транзистора са изолованим вратима).
Кроз нумеричку симулацију, Лиу Схутиан ет ал. открили да је дводимензионални порозни материјал са најбољим перформансама дисипације топлоте тип правилне хексагоналне микроструктуре. Ву Ксиангсхуи и други су детаљно представили технологију мерења топлотне проводљивости дводимензионалних материјала и топлотну проводљивост различитих дводимензионалних материјала. Бао Јие користи дводимензионални слојевит материјал хексагонални бор нитрид да реши проблем дисипације топлоте електронских уређаја велике снаге и предлаже план за даље побољшање његовог ефекта расипање топлоте. Примена дисипације топлоте графена у дводимензионалним материјалима је најрепрезентативнија. Аутор сматра да се графенски филм може прекрити на чипу током одвођења топлоте електронског чипа, а хексагонални бор нитрид може бити попуњен у смолу за паковање, која може бити веома велика. Степен смањења топлотног отпора. Дводимензионална материјална дисипација топлоте је тренутно у фази развоја у индустрији, а у овој области је још дуг пут. Када сазре, дводимензионални материјали ће дефинитивно заблистати у пољу одвођења топлоте чипова.
2.2 Расипање топлоте јонским ветром Када се примени електрично поље између оштре површине и тупе површине, велики број негативних јона ће се јонизовати у близини оштре површине, а велики број позитивних јона ће се створити у близини тупе површине. Позитивне и негативне јоне треба неутралисати, а негативни јони одлете до позитивних јона. Кретање јона ће изазвати велике сметње околној течности. Због инерције, други молекули у ваздуху се покрећу заједно, стварајући јонски ветар. Слика 7 је шематски дијаграм генерисања јонског ветра. Технологију дисипације топлоте јонским ветром први је изумео професор Александар Мамишев 2006. Тессера, глобални добављач технологије минијатуризације електронских производа, лансирала је електрохидродинамичко (ЕХД) решење за дисипацију топлоте засновано на дисипацији топлоте јонским ветром. Површина је само 3цм2 и може се уградити. У лаптопу. Највећа предност ове методе одвођења топлоте је у томе што не постоји механички механизам и не ствара се бука. Постоје неки проблеми са дисипацијом топлоте јонским ветром. На пример, потрошња енергије система може да се повећа, а електромагнетно зрачење које генерише јонски ветар такође ће утицати на здравље људи. Међутим, ови проблеми су решени. Проблеми како спречити појаву прашине и како продужити животни век још увек се решавају.
Након разврставања и анализе горе наведених неколико метода одвођења топлоте, није тешко уочити да са континуираним ажурирањем и напретком електронских уређаја, методе одвођења топлоте електронских уређаја све више теже преносивости и већој ефикасности. Док су електронски уређаји и електронски чипови прецизнији и компактнији, они такође доносе проблеме са расипањем топлоте. Утицај температуре на електронску опрему углавном се огледа у два аспекта: један је термички квар чипа, а други је оштећење под стресом. Упоређујући горње методе одвођења топлоте, ако само једна метода има превише недостатака, може се користити више метода за одвођење топлоте, као што су: јонски ветар и принудно хлађење ваздуха за одвођење топлоте; складиштење енергије са променом фазе и топлотне цеви за одвођење топлоте; 2. Димензионални материјали се пакују и комбинују са другим методама дисипације топлоте. [ГГ] куот;5Д електронска крв [ГГ] куот; је веома обећавајућа технологија и биће то велика промена у електронској опреми коју треба развити. Употреба дводимензионалних материјала за паковање електронске опреме и употреба микроканала на доњој плочи постаће све шира примена, а друге методе дисипације топлоте треба изабрати за различите ситуације. Аутор лично преферира хлађење складиштења енергије са променом фазе и хлађење топлотних цеви.
Тренутно су теоријска истраживања о дисипацији топлоте релативно завршена, али постоје и многе техничке потешкоће. Проблем уског грла технологије одвођења топлоте такође индиректно омета даљи развој електронске опреме. Предстоји дуг пут. Пробијање кроз тренутне проблеме и проналажење бољих материјала за дисипацију топлоте увек ће бити вруће питање у области одвођења топлоте.
