استفاده از فناوری خنک کننده مایع برای تراشه های الکترونیکی

فناوری تراشه های الکترونیکی به طور گسترده در زندگی روزمره ما استفاده می شود و بسیاری از محصولات هوشمند از این فناوری استفاده می کنند. تراشه های الکترونیکی نقش مهمی در زندگی و تولید مردم دارند، اما مشکل خنک کنندگی آن ها همواره مورد توجه تحقیقات کارشناسان بوده است. تراشه های الکترونیکی هسته یک محصول هستند و شدت کار آنها بیشترین میزان را دارد. هر چه حجم کار بیشتر باشد، گرمای تراشه های الکترونیکی سریعتر افزایش می یابد، همبستگی مثبتی بین این دو وجود دارد. فن آوری خنک کننده تراشه های الکترونیکی از خنک کننده طبیعی در ابتدا به خنک کننده مصنوعی بادی و سپس به خنک کننده مایع در حال حاضر تغییر کرده است. در این فرآیند، زمان خنک‌سازی تراشه‌های الکترونیکی کوتاه شده و اثر خنک‌کننده بهتر و بهتر می‌شود.

از زمان اختراع تراشه الکترونیکی، سطح فنی آن به طور مداوم نوآوری شده است. به منظور طولانی کردن زمان استفاده از تراشه الکترونیکی و بهبود کیفیت، دانشمندان تغییرات زیادی در ظاهر تراشه الکترونیکی ایجاد کرده‌اند. این تغییرات قابل ردیابی است. ظاهر نازکتر و نازکتر شده و حجم و کیفیت کمتر و کوچکتر شده است. عملکرد تجهیزات الکترونیکی از تراشه الکترونیکی جدا نیست.

تکنولوژی خنک کننده جت مایع:

به عنوان یک نوع متداول فناوری خنک کننده مایع برای تراشه های الکترونیکی، فناوری خنک کننده جت مایع در سال های اخیر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. فن آوری جت خنک کننده می تواند به طور موثر مشکل اتلاف حرارت تجهیزات الکترونیکی را حل کند. روش استفاده از این فناوری این است که مایع را از طریق ابزار جت مخصوص به سطح تجهیزات الکترونیکی اسپری می کند و مایع به زودی به یک لایه نازک تبدیل می شود تا تجهیزات الکترونیکی بتوانند منابع گرما را جدا کرده و اتلاف گرما را تسریع کنند. مایعی که می تواند به طور موثر توسط فناوری خنک کننده جت استفاده شود محدود است و نمی توان از همه مایعات به عنوان خنک کننده استفاده کرد. خنک کننده نه تنها باید نقطه جوش پایینی داشته باشد، بلکه نمی تواند با تجهیزات الکترونیکی مانند نیتروژن مایع و سایر مبردها واکنش نشان دهد. فناوری جت کولینگ کاربردهای گسترده ای دارد و می تواند در صنایع عمومی، متالورژی، ساخت و تولید و غیره استفاده شود. اگرچه این فناوری در سال های اخیر به سرعت توسعه یافته است، اما برخی از ایرادات نیز وجود دارد، مانند محدوده انتخاب مبرد باریک و کندی. خنک کننده دانشمندان همچنین به دنبال انواع خنک کننده های بیشتری برای بهبود راندمان خنک کننده این فناوری هستند.

تکنولوژی خنک کننده مایع میکروکانالی:

با توجه به اصول کار مختلف، می توان آن را به انواع مختلفی تقسیم کرد و اصل هر تکنولوژی خنک کننده مایع متفاوت است و اثر خنک کننده نیز متفاوت است. فناوری خنک کننده مایع میکرو کانال یکی از فناوری های پرکاربرد است. این فناوری اولین بار در دهه 1980 ترویج شد و در دهه های بعد به طور مداوم بهبود یافته است. تا به امروز در بسیاری از زمینه ها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. توسعه سریع این فناوری را نمی توان از تلاش متخصصان و صاحب نظران جدا کرد. فناوری خنک‌کننده میکروکانالی در ابتدا برای تراشه‌های الکترونیکی کوچک به کار نمی‌رفت، اما تا زمانی که پمپ نفوذ الکتریکی اختراع شد، این فناوری در تراشه‌های الکترونیکی کوچک رایج نشد. محققان علمی دریافتند که فناوری خنک‌کننده مایع میکروکانال‌ها تحت تأثیر عوامل بسیاری قرار می‌گیرد. هنگامی که شکل، جنس، طول، اندازه و سایر شرایط میکروکانال ها متفاوت است، اثرات خنک کنندگی آنها بر روی تراشه های الکترونیکی نیز متفاوت است. البته تاثیر آزمایشی این فناوری به سرعت جریان، دما و سایر عوامل مایع در میکروکانال ها نیز مربوط می شود.

فن آوری خنک کننده لوله خنک کننده ماکرو مایع:

فن آوری خنک کننده لوله خنک کننده ماکرو مایع می تواند با استفاده از آب به عنوان مبرد به اثر خنک کننده ایده آل دست یابد. با این حال، تحقیقات این فناوری در چین به تازگی آغاز شده است و کاربرد آن گسترده نیست. این فناوری دارای مزایایی است که فناوری های قبلی فاقد آن هستند. به عنوان آسان ترین منبع در طبیعت، آب بسیار راحت است و هزینه آن پایین است و در بسیاری از کشورها ترویج شده است.

فناوری خنک کننده نانوسیال:

با کشف نانوتکنولوژی و خنک کننده های جدید، دانشمندان در حال آماده شدن برای استفاده از این مواد جدید به عنوان مبرد هستند که همچنین استانداردی انقلابی برای توسعه فناوری خنک کننده مایع برای تراشه های الکترونیکی است. افزودن قطرات نانو به خنک کننده های معمولی (آب، اتانول و غیره) می تواند هدایت حرارتی آنها را افزایش دهد. یانگ و همکاران تأثیر افزودن قطرات نانو به FC{0}} (مواد شیمیایی پرفلورینه) بر قابلیت انتقال حرارت آن را بررسی کرد که در آن قطر قطره حدود 9.8 نانومتر و کسر حجمی آن 12 درصد است. هدایت حرارتی مؤثر اندازه‌گیری شده افزایش یافته است. 52 درصد از آنجایی که FC{5}} اغلب به عنوان یک محیط کار برای خنک کردن تراشه غوطه ور استفاده می شود، انتظار می رود افزودن قطرات نانو به این محیط باعث بهبود اثر خنک کننده تراشه شود. نانوسیال ها رسانایی گرمایی چندین برابر آب دارند و قیمت آنها بسیار کمتر از فلز مایع است. بنابراین، نانوسیال‌ها باید اولین انتخاب مواد خنک‌کننده در سیستم خنک‌کننده مایع آینده باشند، تحقیقات آن باید بر بهبود پایداری سیستم و هدایت حرارتی متمرکز باشد.

فناوری خنک کننده تراشه های الکترونیکی ارتباط نزدیکی با زندگی واقعی افراد دارد. علاوه بر فناوری های فوق، اصول و اثرات جدید بیشتری پیشنهاد و اعمال شده است و مفهوم فناوری خنک کننده تراشه غنی تر است. در مقایسه با کشورهای توسعه یافته، تحقیق و توسعه فناوری خنک کننده تراشه الکترونیکی در چین هنوز در مرحله اولیه است و تحقیقات عمیق بیشتری مورد نیاز است.