电子设备的散热问题与新型冷却技术的应用

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电子设备的散热问题与新型冷却技术的应用
上海东华大学环境科学与工程学院(200051) 　杨洪海
【摘要】针对现代电子设备所面临的散热问题,综合分析了各种常用的和潜在的电子冷却方法,并着重阐明了新型热管技术在电子冷却中的应用前景。
关键词　电子设备散热技术热管技术
Electronic Heat Removing and New Cooling Technology
Abstract 　This paper focused on the key problems in modern elect ronic device cooling , and reviewed all available cooling technologies. The application and prospect s of various new kinds of heat pipe technologies in elect ronic device cooling are described in details.
Keywords 　elect ronic device , cooling technology , heat pipes

中图分类号: TK124 　文献标识码:A
　　电子及相关产业的发展有两大趋势,一是追求小型化和集成化,二是追求高频率和高运算速度,导致单位容积电子元器件的发热量大增。事实上,电子设备的散热问题已成为制约微电子工业发展的瓶颈。
统计数据表明,从1970 年以来,半导体晶体管的密度和性能飞速提高,几乎每隔18 个月就翻倍,基本上按照Moore 定律的预测趋势在发展[122 ] 。
相应的,电子元器件的散热量和散热密度也随之升高。近10 年来,CMOS 技术的引进,替代了二极管技术,更使散热密度从0. 5 W/ cm2 跃升到15 W/cm2 ,今后预计将达到40～60 W/ cm2 。因此,对散热元件提出了革命性的挑战。通常要求其传热能力在5～250 W ,热流密度在1～40 W/ cm2 ,机械和传热之间相互兼容,能长期可靠的运行,体积小,结构紧凑且成本低廉[ 324 ] 。
考察现代电子设备的冷却问题,一般分为3 个层次[ 5 ] 。第1 层次:热量从芯片传递到基片,基片材料通常为塑料和陶瓷; 第2 层次:热量从基片传递到冷却板; 第3 层次:把热量传给大气。传统上,第
2 和第3 层次的散热依靠空气的自然对流或强制对流方式实现。

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