0引言
電子芯片技術在我們日常生活中應用十分廣泛,很多智能產品都會用到這項技術?電子芯片對人們的生活生產有著很重要的作用,但是其冷卻問題一直是專家們研究的重點?電子芯片是一個產品的核心,其工作強度是最大的?工作量越大,電子芯片的熱量上升速度越快,兩者之間呈正相關?電子芯片的冷卻技術從最開始的自然冷卻到人工風力冷卻再到現在的液體冷卻,在此過程中電子芯片的冷卻時間在不斷縮短,冷卻效果也越來越好?筆者主要介紹電子芯片液體冷卻技術及其發展情況?
1電子芯片液體冷卻技術的現狀
電子芯片自從其產生發明以來,其技術水平得到了不斷的革新,為了延長電子芯片的使用時間,提升質量,科學家們對電子芯片的外觀作了很多改變,這些外觀的改變都是有跡可循的,外觀變得越來越輕薄,體積和質量變得越來越小?科學家們在對電子芯片的外觀進行改變的同時,也對電子芯片的性能進行了深入的研究?如今的電子芯片不論從外觀還是從性能上看,都得到了極大的改變?以前的電子芯片在使用后,會迅速發熱,且溫度很難降下來,長時間的發熱會影響電子芯片的性能,縮短芯片的使用年限?新型電子芯片工作強度比以前大很多,但其發熱程度卻得到了顯著的改善,溫度下降的速度也更快?電子設備的工作運行離不開電子芯片,如果電子芯片能夠長時間不間斷地進行工作,并且不會發熱,那么必然可以有效提升人們的工作效率?
2電子芯片液體冷卻技術的類型與應用
2.1液體噴射冷卻技術
液體噴射冷卻技術作為電子芯片液體冷卻技術中的一種常見類型,在近幾年得到了廣泛的應用?噴射冷卻技術可以有效解決電子設備的散熱問題?該項技術的使用方法是通過專門的噴射儀器將液體噴射到電子設備的表面,這些液體會很快變成一層薄薄的膜,從而使得電子設備隔絕熱源,加速散熱?噴射冷卻技術能夠有效使用的液體是有限的,并不是所有的液體都能作為冷卻液使用?冷卻液不僅要沸點較低,且不能和電子設備發生化學反應,比如液氮等制冷劑?噴射冷卻技術的適用范圍很廣,一般的工業?冶金業?制造業等都會用到該項技術?雖然該項技術在近幾年有著較快的發展,但也存在一些缺陷,比如制冷劑的選擇范圍較狹窄?散熱的速度較慢?科學家們也正在尋找更多種類的冷卻液來提高該項技術的冷卻效率?
2.2微通道液體冷卻技術液體冷卻技術
根據其工作原理的不同,可以分為多種類型,且每一種液體冷卻技術的原理是不同的,冷卻效果也是不同的?微通道的液體冷卻技術就是其中被廣泛應用的一種?該項技術最早是在20世紀80年代被推廣,在接下來的幾十年中不斷地改進完善,時至今日,已經在多個領域中得到了廣泛應用?該項技術的飛速發展離不開專家學者的努力鉆研,微通道冷卻技術最開始并非應用在小型電子芯片上,直到后來電滲泵的發明才使得該項技術在小型電子芯片中得到推廣運用?
科研人員經過研究發現,微通道的液體冷卻技術受到很多因素的影響?當微通道的形狀?材質?長度?尺寸等條件不相同時,其對電子芯片的冷卻效果也是不同的?當然該項技術的實驗效果也與微通道中液體的流速?溫度等因素相關?
2.3宏觀水冷管路冷卻技術
前面介紹的幾種液體冷卻技術所需的冷卻液都不常見,而宏觀水冷管路冷卻技術使用水作為制冷劑即可達到理想的制冷效果?但是,該項技術在我國的研究才剛起步,應用還不廣泛,該技術具有前面幾項技術所沒有的優點?水作為自然界中最容易獲取的資源,獲取非常便利,所需成本較低,在多個國家中已經得到了推廣?
2.4納米流體冷卻技術
隨著納米技術和新冷卻液的發現,科學家們準備將這些新材料制作為制冷劑,這也是電子芯片液體冷卻技術發展的革命性標準?在普通冷卻液(水?乙醇等)中添加納米液滴,可以增強其導熱性?Yang等考察了納米液滴添加到FC-72(全氟化學品)中對其傳熱能力的增強效果,其中液滴直徑約9.8nm,體積分數為12%,測得的有效熱導率增加了52%?由于FC-72常用于浸入式芯片散熱的工質,添加納米液滴到這種介質中可望提高芯片的冷卻效果?納米流體具有比水高許多倍的導熱性能,而且價格比液態金屬低很多?因此納米流體應該是未來液體散熱系統中冷卻液材料的首選,對它的研究應集中于提高系統穩定性和導熱性方面?
3結語
電子芯片冷卻技術與人們的現實生活息息相關?筆者詳細分析了目前常用的幾種電子芯片冷卻技術,除了以上技術之外,更多的新原理?新效應也被提出,并得到了應用,芯片冷卻技術的內涵也更為豐富?與發達國家相比,我國電子芯片冷卻技術的研發還處于初級階段,還需要作進一步的深入研究?
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