0引言
电子芯片技术在我们日常生活中应用十分广泛,很多智能产品都会用到这项技术｡电子芯片对人们的生活生产有着很重要的作用,但是其冷却问题一直是专家们研究的重点｡电子芯片是一个产品的核心,其工作强度是最大的｡工作量越大,电子芯片的热量上升速度越快,两者之间呈正相关｡电子芯片的冷却技术从最开始的自然冷却到人工风力冷却再到现在的液体冷却,在此过程中电子芯片的冷却时间在不断缩短,冷却效果也越来越好｡笔者主要介绍电子芯片液体冷却技术及其发展情况｡
1电子芯片液体冷却技术的现状
电子芯片自从其产生发明以来,其技术水平得到了不断的革新,为了延长电子芯片的使用时间,提升质量,科学家们对电子芯片的外观作了很多改变,这些外观的改变都是有迹可循的,外观变得越来越轻薄,体积和质量变得越来越小｡科学家们在对电子芯片的外观进行改变的同时,也对电子芯片的性能进行了深入的研究｡如今的电子芯片不论从外观还是从性能上看,都得到了极大的改变｡以前的电子芯片在使用后,会迅速发热,且温度很难降下来,长时间的发热会影响电子芯片的性能,缩短芯片的使用年限｡新型电子芯片工作强度比以前大很多,但其发热程度却得到了显著的改善,温度下降的速度也更快｡电子设备的工作运行离不开电子芯片,如果电子芯片能够长时间不间断地进行工作,并且不会发热,那么必然可以有效提升人们的工作效率｡
2电子芯片液体冷却技术的类型与应用
2.1液体喷射冷却技术
液体喷射冷却技术作为电子芯片液体冷却技术中的一种常见类型,在近几年得到了广泛的应用｡喷射冷却技术可以有效解决电子设备的散热问题｡该项技术的使用方法是通过专门的喷射仪器将液体喷射到电子设备的表面,这些液体会很快变成一层薄薄的膜,从而使得电子设备隔绝热源,加速散热｡喷射冷却技术能够有效使用的液体是有限的,并不是所有的液体都能作为冷却液使用｡冷却液不仅要沸点较低,且不能和电子设备发生化学反应,比如液氮等制冷剂｡喷射冷却技术的适用范围很广,一般的工业､冶金业､制造业等都会用到该项技术｡虽然该项技术在近几年有着较快的发展,但也存在一些缺陷,比如制冷剂的选择范围较狭窄､散热的速度较慢｡科学家们也正在寻找更多种类的冷却液来提高该项技术的冷却效率｡
2.2微通道液体冷却技术液体冷却技术
根据其工作原理的不同,可以分为多种类型,且每一种液体冷却技术的原理是不同的,冷却效果也是不同的｡微通道的液体冷却技术就是其中被广泛应用的一种｡该项技术最早是在20世纪80年代被推广,在接下来的几十年中不断地改进完善,时至今日,已经在多个领域中得到了广泛应用｡该项技术的飞速发展离不开专家学者的努力钻研,微通道冷却技术最开始并非应用在小型电子芯片上,直到后来电渗泵的发明才使得该项技术在小型电子芯片中得到推广运用｡
科研人员经过研究发现,微通道的液体冷却技术受到很多因素的影响｡当微通道的形状､材质､长度､尺寸等条件不相同时,其对电子芯片的冷却效果也是不同的｡当然该项技术的实验效果也与微通道中液体的流速､温度等因素相关｡
2.3宏观水冷管路冷却技术
前面介绍的几种液体冷却技术所需的冷却液都不常见,而宏观水冷管路冷却技术使用水作为制冷剂即可达到理想的制冷效果｡但是,该项技术在我国的研究才刚起步,应用还不广泛,该技术具有前面几项技术所没有的优点｡水作为自然界中最容易获取的资源,获取非常便利,所需成本较低,在多个国家中已经得到了推广｡
2.4纳米流体冷却技术
随着纳米技术和新冷却液的发现,科学家们准备将这些新材料制作为制冷剂,这也是电子芯片液体冷却技术发展的革命性标准｡在普通冷却液(水､乙醇等)中添加纳米液滴,可以增强其导热性｡Yang等考察了纳米液滴添加到FC-72(全氟化学品)中对其传热能力的增强效果,其中液滴直径约9.8nm,体积分数为12%,测得的有效热导率增加了52%｡由于FC-72常用于浸入式芯片散热的工质,添加纳米液滴到这种介质中可望提高芯片的冷却效果｡纳米流体具有比水高许多倍的导热性能,而且价格比液态金属低很多｡因此纳米流体应该是未来液体散热系统中冷却液材料的首选,对它的研究应集中于提高系统稳定性和导热性方面｡
3结语
电子芯片冷却技术与人们的现实生活息息相关｡笔者详细分析了目前常用的几种电子芯片冷却技术,除了以上技术之外,更多的新原理､新效应也被提出,并得到了应用,芯片冷却技术的内涵也更为丰富｡与发达国家相比,我国电子芯片冷却技术的研发还处于初级阶段,还需要作进一步的深入研究｡
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