包括智能手机和平板便携式电脑在内的电子设备正变得越来越先进和紧凑。随着性能的提高和尺寸的减小,这些设备会产生更多的热量,这会降低它们的安全性并导致它们断裂。
因此,近年来,工程师们一直在努力开发防止电子设备过热的策略。一个提议的解决方案需要使用热撒布器,即促进设备内部热量传播和耗散的层。
伊利诺伊大学厄本那-香槟分校和加州大学伯克利分校的研究人员最近设计了一种替代策略,可以比其他现有解决方案更有效地冷却电子产品。他们在《自然电子》(Nature Electronics)上发表的一篇论文中介绍了他们的策略,该策略基于使用由聚(2-氯对二甲苯)(Parylene C)电绝缘层和铜涂层组成的散热器。
开展这项研究的研究人员之一塔里克·格布雷尔(TarekGebrael)告诉TechXplore:“我们最近的论文是我们为生产高效电子冷却用涂层散热器所做努力的顶峰。”。“其动机是使功率密度高的电子设备能够有效散热。”
散热器是由高导热性材料(如铜和铝)组成的冷却系统。这些系统可以将设备产生的热量传播到更大的表面区域,使其更容易向周围环境散热。
Gebrael解释道:“使用我们的保形涂层散热器的优点是,它们完全覆盖了电子设备,包括设备的顶部、底部和侧面。”。“使用通常添加在设备顶部的标准散热器或标准PCB铜平面,这是不可能的。通过实现这些保形涂层,我们能够提供更多热量离开电子设备的路径,从而转化为更好的冷却性能。”
过去,研究小组开发了类似的技术,通过打开更多热量离开电子设备的“路径”来防止过热。然而,以前提出的解决方案使用非常昂贵的材料,如钻石。这使得它们难以大规模开发和实施。
Gebrael和他的同事在一系列测试中评估了他们的镀铜散热器,发现它们的性能非常好。具体而言,与目前使用的标准风冷铜散热器相比,他们的解决方案实现了单位体积功率高达740%的增长。
Gebrael说:“这一显著的结果源于我们的撒布器在散热方面的有效性,以及它们在印刷电路板上的紧凑体积。”。“此功能可以在较小的空间内安装更多的电子设备,而不会出现过热问题,这对于创建未来技术(AI、增强现实等)的平台至关重要。”
未来,这组研究人员开发的散热器可用于更有效地冷却电子设备,而无需昂贵的材料。值得注意的是,他们提出的涂层配方结合了电子行业中已经使用的工艺。这将进一步促进其在现实环境中的应用和商业化。
Gebrael补充道:“我们现在正在研究我们的涂料在特定环境(沸水、沸腾的介电流体、热循环和高压环境)中长期的可靠性和耐用性。”。“我们希望确保我们的涂层保持其优异的冷却性能。我们还在使用全尺寸电源模块和GPU卡来实施涂层,而我们在最初的工作中只使用了简单的测试板。”
漏 2022科学X网络