电子产品冷却新技术

admin 2011-08-27

图6. 喷射冲击冷却系统

图7. 高热传导界面系统优化了热量的扩散

图8. 树木的循环系统3D 模型，有点类似于人体的血液循环系统。

图9. 电子显微镜下看到的层级管道喷射交叉区域，蓝色箭头代表水流。

图10. 喷射冲击冷却系统和需要散热的芯片（这个散热系统安置在一个几克重的纯铜散热片上。）

3 复合型冷却方式:半导体+水冷混合型CPU散热器

图11. Freezone CPU Cooler

Freezone CPU Cooler 是CoolIT 公司06 年推出的一款处理器散热产品。与一般的风冷散热器不同，Freezone CPU Cooler使用了半导体+水冷的技术，其半导体制冷片安装在水冷块与散热片之间，用来降低循环水的温度。

复合型散热器可以发挥半导体制冷及水冷各自的优势。

图12. Freezone CPU Cooler 的工作流程

4 液态金属冷却

2002年，在全面分析各类散热技术优缺点的基础上，中科院理化技术研究所研究员刘静等首次提出了液态金属芯片散热技术。

液态金属芯片散热技术的关键突破就在于，首次在计算机热管理领域中引入了概念崭新的冷却工质，即在流道内流动的工质并非常规所用的水、有机溶液等，而是在室温附近即可熔化的低熔点金属如镓或更低熔点的合金如镓铟等，由于液

态金属具有远高于水、空气及许多非金属介质的热导率，且具有流动性，因而可实现快速高效的热量输运能力，这相对于已有的散热方式是一个观念性的革新。

这种低熔点液态金属以远高于传统流动工质的热传输能力，最大限度地解决了高密度能流的散热难题。特别是由于采用了液体金属，散热器可做得很小，且易于通过电磁泵驱动，由此可实现集成化的超微型散热器。

图13. 液态金属CPU 散热器

图14是丹麦Danamics 公司08年7月发布的一款采用液态金属散热方式的CPU散热器，型号LM10。LM10外形看起来和普通散热器相同，只是顶部多了一个电磁泵，以驱动内部某种液态金属在导管内流动，其能耗还不到1W。

5 离子风冷却

在电场强度大的不均匀电场中，带电体与对置电极之间发生的全部空气击穿，并伴有发光、爆破声音的放电叫做火花放电。在发生火花放电之前，电场强度大的空间以局部击穿形式表现出的放电现象，称为电晕放电。空气中发生电晕放电时，将同时产生“嘶嘶”的声音和离子风，前者称为电晕声，后者称为电晕风(Corona Wind)。

美国的普渡大学（Purdue University）研究人员于07年发布了其离子风（电晕风）冷却系统。该系统利用一个电晕风装置（离子引擎）产生带正电离子，并朝向带负电离子飞去，从而在电路芯片上方产生对流风，即可用于冷却电子产品内部的组件。

根据资料，该系统目前已经能够比传统风扇多出 150% 的效力（2.5倍），不过除了在冷却力上的突出之外，研究人员还想要在尺寸上更加的进步，希望能比目前的原型系统再小上百倍，目前该系统的一个冷却单位也不过是数公厘（毫米）的大小而已。

稍后，美国Thorrn Micro 技术公司的两位工程师Dan Schlitz 和Vishal Singhal在美国加州圣何塞举行的第24届半导体热工测量、建模与处理08年年会上展示了他们在美国国家科学基金会(NSF)资助下耗时六年取得的最新成果：固态风扇RSD5。