냉각 기술의 등장 및 개발

2차원 재료

2차원 물질은 전자가 2차원에서 나노미터 규모로만 자유롭게 움직일 수 있는 물질, 즉 전자가 평면에서만 움직일 수 있는 물질을 말한다. 일반적인 2차원 물질로는 그래핀, 육방정계 질화붕소, 초격자, 양자우물 등이 있습니다. 열전도율이 매우 우수하기 때문에 2차원 재료를 전자 칩 패키징에 사용하여 방열을 향상시킬 수 있습니다. 대표적인 것으로 그래핀은 강한 sp2 결합으로 인해 5300 W/(m·K)의 초고열전도도를 갖고 있어 유망한 방열소재로 활용될 수 있다. 많은 문헌에서 다양한 그래핀 기반 필름, 그래핀 종이, 다층 그래핀/에폭시 고분자 물질 및 그래핀 시트가 전자소자의 방열층으로 사용될 수 있다고 보고하고 있다. 육방정계 질화붕소는 열은 전도하지만 전기는 전도하지 않는 2차원 물질로서 열전도율이 390 W/(m·K)이며, 현재 알려진 세라믹 물질 중 팽창계수가 가장 작다. 그림 6은 2차원 재료를 사용하여 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 패키징하는 개략도입니다.

수치 시뮬레이션을 통해 Liu Shutian et al. 최고의 방열 성능을 가진 2차원 다공성 물질이 일종의 정육각형 미세구조임을 발견했다. Wu Xiangshui 등은 2차원 재료의 열전도율 측정 기술과 다양한 2차원 재료의 열전도율을 자세히 소개했습니다. Bao Jie는 2차원 적층 재료 육방정계 질화붕소를 사용하여 고전력 전자 장치의 방열 문제를 해결하고 방열 효과를 더욱 향상시킬 계획을 제안합니다. 2차원 물질에서 그래핀의 방열 응용이 가장 대표적이다. 저자는 전자 칩의 방열 동안 그래핀 필름이 칩 위에 덮일 수 있고 육방정계 질화붕소가 패키징 수지에 채워질 수 있다고 생각하는데, 이는 매우 클 수 있습니다. 열 저항 감소 정도. 2차원 재료 방열은 현재 업계에서 개발 단계에 있으며 이 분야에서 아직 갈 길이 멀다. 성숙되면 2차원 재료는 칩 방열 분야에서 확실히 빛날 것입니다.

2.2 이온풍의 방열 날카로운 표면과 뭉툭한 표면 사이에 전기장이 가해지면 날카로운 표면 근처에서 많은 수의 음이온이 이온화되고 뭉툭한 표면 근처에서 많은 수의 양이온이 생성됩니다. 양이온과 음이온을 중화해야 하며 음이온은 양이온으로 날아갑니다. 이온의 움직임은 주변 유체에 큰 교란을 일으킬 것입니다. 관성으로 인해 공기 중의 다른 분자가 함께 움직이도록 구동되어 이온 바람을 생성합니다. 도 7은 이온풍 생성의 개략도이다. 이온풍 방열 기술은 2006년 Alexander Mamishev 교수가 처음 발명했습니다. 글로벌 전자 제품 소형화 기술 공급업체인 Tessera는 이온풍 방열 기반의 EHD(Electrohydro Dynamic) 방열 솔루션을 출시했습니다. 표면적은 3cm2에 불과하며 설치할 수 있습니다. 노트북에서. 이 방열 방식의 가장 큰 장점은 기계적 메커니즘이 없고 소음이 발생하지 않는다는 것입니다. 이온 바람 열 분산에 몇 가지 문제가 있습니다. 예를 들어, 시스템의 에너지 소비가 증가할 수 있으며 이온 바람에 의해 생성된 전자기 복사도 인체 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 이러한 문제가 해결되었습니다. 먼지를 방지하는 방법과 수명을 연장하는 방법에 대한 문제는 여전히 해결되고 있습니다.

위의 몇 가지 방열 방법을 분류하고 분석 한 결과 전자 장치의 지속적인 업데이트와 발전으로 인해 전자 장치의 방열 방법이 점점 더 휴대성과 고효율을 추구하고 있음을 알 수 있습니다. 전자 장치 및 전자 칩은 더 정확하고 컴팩트하지만 방열 문제도 있습니다. 전자 장비에 대한 온도의 영향은 주로 두 가지 측면에서 반영됩니다. 하나는 칩의 열 고장이고 다른 하나는 스트레스 손상입니다. 위의 방열 방법을 비교하면 하나의 방법만으로는 너무 많은 결함이 있는 경우 여러 가지 방법을 사용하여 열을 발산할 수 있습니다. 예를 들어 이온 바람 및 방열을 위한 강제 공기 냉각; 상변화 에너지 저장 및 방열용 히트 파이프; 2. 치수재질은 포장하여 다른 방열방식과 결합한다."5D 전자 혈액" 매우 유망한 기술이며, 앞으로 개발될 전자 장비의 큰 변화가 될 것입니다. 전자 장비 포장에 2차원 재료를 사용하고 바닥판에 마이크로 채널을 사용하는 것이 점점 더 널리 사용될 것이며 상황에 따라 다른 방열 방법을 선택해야 합니다. 저자는 개인적으로 상변화 에너지 저장 냉각 및 히트 파이프 냉각을 선호합니다.

현재 방열에 대한 이론적인 연구는 비교적 완성도가 높으나 기술적인 어려움도 많다. 방열 기술의 병목 현상 문제는 또한 전자 장비의 추가 개발을 간접적으로 방해합니다. 갈 길이 멉니다. 현재의 문제를 돌파하고 더 나은 방열 재료를 찾는 것은 방열 분야에서 항상 뜨거운 문제가 될 것입니다.