การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับชิปอิเล็กทรอนิกส์

เทคโนโลยีชิปอิเล็กทรอนิกส์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันของเรา และผลิตภัณฑ์อัจฉริยะจำนวนมากจะใช้เทคโนโลยีนี้ ชิปอิเล็กทรอนิกส์มีบทบาทสำคัญในชีวิตและการผลิตของผู้คน แต่ปัญหาการระบายความร้อนนั้นเป็นจุดสนใจของการวิจัยของผู้เชี่ยวชาญมาโดยตลอด ชิปอิเล็กทรอนิกส์เป็นแกนหลักของผลิตภัณฑ์ และความเข้มในการทำงานของชิปนั้นใหญ่ที่สุด ยิ่งปริมาณงานมาก ความร้อนของชิปอิเล็กทรอนิกส์ก็ยิ่งสูงขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างทั้งสอง เทคโนโลยีการระบายความร้อนของชิปอิเล็กทรอนิกส์ได้เปลี่ยนจากการระบายความร้อนตามธรรมชาติในตอนเริ่มต้นเป็นการระบายความร้อนด้วยลมประดิษฐ์และจากนั้นเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวในขณะนี้ ในกระบวนการนี้ เวลาในการระบายความร้อนของชิปอิเล็กทรอนิกส์สั้นลง และผลการระบายความร้อนก็ดีขึ้นเรื่อย ๆ

นับตั้งแต่มีการประดิษฐ์ชิปอิเล็กทรอนิกส์ขึ้น ระดับทางเทคนิคของมันก็ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อยืดอายุการใช้งานของชิปอิเล็กทรอนิกส์และปรับปรุงคุณภาพ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างกับรูปลักษณ์ของชิปอิเล็กทรอนิกส์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถติดตามได้ รูปร่างหน้าตาบางลงเรื่อย ๆ ปริมาณและคุณภาพก็เล็กลงเรื่อย ๆ การทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นแยกออกจากชิปอิเล็กทรอนิกส์ไม่ได้ หากชิปอิเล็กทรอนิกส์สามารถทำงานต่อเนื่องเป็นเวลานานโดยไม่ให้ความร้อน จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของผู้คนได้อย่างแน่นอน

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวเจ็ท:

ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวประเภททั่วไปสำหรับชิปอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบเจ็ทถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบเจ็ทสามารถแก้ปัญหาการกระจายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีการใช้เทคโนโลยีนี้คือการฉีดพ่นของเหลวไปที่พื้นผิวของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผ่านเครื่องมือพ่นพิเศษ และของเหลวจะกลายเป็นฟิล์มบางในไม่ช้า เพื่อให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถแยกแหล่งความร้อน เร่งการกระจายความร้อน ของเหลวที่สามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพโดยเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยไอพ่นนั้นมีจำกัด และของเหลวบางอย่างไม่สามารถใช้เป็นสารหล่อเย็นได้ สารหล่อเย็นไม่ควรมีจุดเดือดต่ำเท่านั้น แต่ยังไม่ทำปฏิกิริยากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ไนโตรเจนเหลวและสารทำความเย็นอื่นๆ เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบเจ็ทมีการใช้งานที่หลากหลาย และสามารถใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป โลหะวิทยา การผลิต ฯลฯ แม้ว่าเทคโนโลยีนี้จะพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ก็มีข้อบกพร่องบางอย่าง เช่น ช่วงการเลือกสารทำความเย็นที่แคบและช้า ระบายความร้อน นักวิทยาศาสตร์ยังมองหาสารหล่อเย็นชนิดอื่นๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนของเทคโนโลยีนี้

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว Microchannel:

ตามหลักการทำงานที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทและหลักการของเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวแต่ละชนิดนั้นแตกต่างกันและผลการทำความเย็นก็แตกต่างกันเช่นกัน เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบไมโครแชนเนลเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เทคโนโลยีนี้ได้รับการส่งเสริมครั้งแรกในทศวรรษที่ 1980 และได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในทศวรรษต่อมา จนถึงทุกวันนี้ มีการใช้อย่างแพร่หลายในหลายสาขา การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีนี้ไม่สามารถแยกออกจากความพยายามของผู้เชี่ยวชาญและนักวิชาการได้ เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยไมโครแชนเนลไม่ได้ถูกนำมาใช้กับชิปอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กในตอนเริ่มต้น แต่เทคโนโลยีนี้ได้รับความนิยมในชิปอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กจนกระทั่งมีการประดิษฐ์ปั๊มแทรกซึมด้วยไฟฟ้า จนกระทั่งมีการประดิษฐ์ปั๊มแทรกซึมไฟฟ้า นักวิจัยทางวิทยาศาสตร์พบว่า เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวของไมโครแชนแนลได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย เมื่อรูปร่าง วัสดุ ความยาว ขนาด และเงื่อนไขอื่นๆ ของไมโครแชนแนลแตกต่างกัน ผลการระบายความร้อนบนชิปอิเล็กทรอนิกส์ก็จะแตกต่างกันด้วย แน่นอน ผลการทดลองของเทคโนโลยีนี้ยังเกี่ยวข้องกับอัตราการไหล อุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ ของของเหลวในช่องไมโคร

เทคโนโลยีการทำความเย็นท่อระบายความร้อนด้วยของเหลวมาโคร:

เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบท่อระบายความร้อนด้วยของเหลวมาโครสามารถบรรลุผลการทำความเย็นที่เหมาะสมโดยใช้น้ำเป็นสารทำความเย็น อย่างไรก็ตาม การวิจัยเทคโนโลยีนี้ในจีนเพิ่งเริ่มต้น และการใช้งานยังไม่แพร่หลาย เทคโนโลยีนี้มีข้อดีที่เทคโนโลยีก่อนหน้านี้ไม่มี ในฐานะที่เป็นทรัพยากรที่เข้าถึงได้ง่ายที่สุดในธรรมชาติ น้ำจึงสะดวกมากในการหามา และต้นทุนก็ต่ำ และได้รับการส่งเสริมในหลายประเทศ

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวนาโน:

ด้วยการค้นพบนาโนเทคโนโลยีและสารหล่อเย็นชนิดใหม่ นักวิทยาศาสตร์กำลังเตรียมใช้วัสดุใหม่เหล่านี้เป็นสารทำความเย็น ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ปฏิวัติวงการสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับชิปอิเล็กทรอนิกส์ การเติมละอองนาโนลงในสารหล่อเย็นทั่วไป (น้ำ เอทานอล ฯลฯ) สามารถเพิ่มการนำความร้อนได้ ยางและคณะ ตรวจสอบผลของการเติมละอองนาโนลงใน FC-72 (สารเคมีที่เติมฟลูออริเนต) ต่อความสามารถในการถ่ายเทความร้อน ซึ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของหยดคือประมาณ 9.8 นาโนเมตร และสัดส่วนของปริมาตรคือ 12 เปอร์เซ็นต์ ค่าการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพที่วัดได้เพิ่มขึ้นโดย 52 เปอร์เซ็นต์ . เนื่องจาก FC-72 มักใช้เป็นสื่อกลางในการทำงานสำหรับการระบายความร้อนของชิปแบบจุ่ม การเพิ่มละอองนาโนลงในสื่อนี้จึงคาดว่าจะปรับปรุงผลการระบายความร้อนของชิป ของไหลนาโนมีค่าการนำความร้อนสูงกว่าน้ำหลายเท่า และราคาต่ำกว่าโลหะเหลวมาก ดังนั้น นาโนฟลูอิดควรเป็นตัวเลือกแรกของวัสดุหล่อเย็นในระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวในอนาคต การวิจัยควรมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงความเสถียรของระบบและการนำความร้อน

เทคโนโลยีการระบายความร้อนชิปอิเล็กทรอนิกส์มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับชีวิตจริงของผู้คน นอกจากเทคโนโลยีข้างต้นแล้ว ยังมีการเสนอและประยุกต์ใช้หลักการและเอฟเฟกต์ใหม่ๆ มากขึ้น และความหมายของเทคโนโลยีการระบายความร้อนของชิปก็มีความสมบูรณ์ยิ่งขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้ว การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการระบายความร้อนชิปอิเล็กทรอนิกส์ในจีนยังอยู่ในขั้นเริ่มต้น และจำเป็นต้องมีการวิจัยเชิงลึกเพิ่มเติม