電子產(chǎn)品冷卻新技術

admin 2011-08-27

圖6. 噴射沖擊冷卻系統(tǒng)

圖7. 高熱傳導界面系統(tǒng)優(yōu)化了熱量的擴散

圖8. 樹木的循環(huán)系統(tǒng)3D 模型，有點類似于人體的血液循環(huán)系統(tǒng)。

圖9. 電子顯微鏡下看到的層級管道噴射交叉區(qū)域，藍色箭頭代表水流。

圖10. 噴射沖擊冷卻系統(tǒng)和需要散熱的芯片（這個散熱系統(tǒng)安置在一個幾克重的純銅散熱片上。）

3 復合型冷卻方式:半導體+水冷混合型CPU散熱器

圖11. Freezone CPU Cooler

Freezone CPU Cooler 是CoolIT 公司06 年推出的一款處理器散熱產(chǎn)品。與一般的風冷散熱器不同，F(xiàn)reezone CPU Cooler使用了半導體+水冷的技術，其半導體制冷片安裝在水冷塊與散熱片之間，用來降低循環(huán)水的溫度。

復合型散熱器可以發(fā)揮半導體制冷及水冷各自的優(yōu)勢。

圖12. Freezone CPU Cooler 的工作流程

4 液態(tài)金屬冷卻

2002年，在全面分析各類散熱技術優(yōu)缺點的基礎上，中科院理化技術研究所研究員劉靜等首次提出了液態(tài)金屬芯片散熱技術。

液態(tài)金屬芯片散熱技術的關鍵突破就在于，首次在計算機熱管理領域中引入了概念嶄新的冷卻工質，即在流道內流動的工質并非常規(guī)所用的水、有機溶液等，而是在室溫附近即可熔化的低熔點金屬如鎵或更低熔點的合金如鎵銦等，由于液

態(tài)金屬具有遠高于水、空氣及許多非金屬介質的熱導率，且具有流動性，因而可實現(xiàn)快速高效的熱量輸運能力，這相對于已有的散熱方式是一個觀念性的革新。

這種低熔點液態(tài)金屬以遠高于傳統(tǒng)流動工質的熱傳輸能力，最大限度地解決了高密度能流的散熱難題。特別是由于采用了液體金屬，散熱器可做得很小，且易于通過電磁泵驅動，由此可實現(xiàn)集成化的超微型散熱器。

圖13. 液態(tài)金屬CPU 散熱器

圖14是丹麥Danamics 公司08年7月發(fā)布的一款采用液態(tài)金屬散熱方式的CPU散熱器，型號LM10。LM10外形看起來和普通散熱器相同，只是頂部多了一個電磁泵，以驅動內部某種液態(tài)金屬在導管內流動，其能耗還不到1W。

5 離子風冷卻

在電場強度大的不均勻電場中，帶電體與對置電極之間發(fā)生的全部空氣擊穿，并伴有發(fā)光、爆破聲音的放電叫做火花放電。在發(fā)生火花放電之前，電場強度大的空間以局部擊穿形式表現(xiàn)出的放電現(xiàn)象，稱為電暈放電?？諝庵邪l(fā)生電暈放電時，將同時產(chǎn)生“嘶嘶”的聲音和離子風，前者稱為電暈聲，后者稱為電暈風(Corona Wind)。

美國的普渡大學（Purdue University）研究人員于07年發(fā)布了其離子風（電暈風）冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用一個電暈風裝置（離子引擎）產(chǎn)生帶正電離子，并朝向帶負電離子飛去，從而在電路芯片上方產(chǎn)生對流風，即可用于冷卻電子產(chǎn)品內部的組件。

根據(jù)資料，該系統(tǒng)目前已經(jīng)能夠比傳統(tǒng)風扇多出 150% 的效力（2.5倍），不過除了在冷卻力上的突出之外，研究人員還想要在尺寸上更加的進步，希望能比目前的原型系統(tǒng)再小上百倍，目前該系統(tǒng)的一個冷卻單位也不過是數(shù)公厘（毫米）的大小而已。

稍后，美國Thorrn Micro 技術公司的兩位工程師Dan Schlitz 和Vishal Singhal在美國加州圣何塞舉行的第24屆半導體熱工測量、建模與處理08年年會上展示了他們在美國國家科學基金會(NSF)資助下耗時六年取得的最新成果：固態(tài)風扇RSD5。