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    188宝金博页面版: 电子冷却技术调研

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    内容提示： 电子散热技术最新研究进展 近年来，随着电子技术的飞速发展，电子元器件正朝着小型化、集成化、高性能化的方向发展。同时，随着芯片集成度、封装密度和性能的提高，单位体积的功耗也急剧增加。但大部分功耗都转化为热能，导致芯片温度迅速升高，降低芯片运行的可靠性，缩短其使用寿命。对于 CPU，芯片上的热量积聚会严重影响其稳定性和使用寿命。研究表明，如果单个电子元件的工作温度升高，其可靠性会降低 50%，其中 55% 的 CPU 故障是由过热引起的 [1]。研究表明，将芯片表面温度保持在 50~100°C 可以有效避免物理损坏、计算速度下降和逻辑错误[2]。因此，在极其有限的空间内...

    文档格式：DOCX | 页数：21 | 浏览次数：11 | 上传日期：2022-06-28 20:38:54 | 文档星级：
    电子散热技术最新研究进展 近年来，随着电子技术的飞速发展，电子元器件正朝着小型化、集成化、高性能化的方向发展。同时，随着芯片集成度、封装密度和性能的提高，单位体积的功耗也急剧增加。但大部分功耗都转化为热能，导致芯片温度迅速升高，降低芯片运行的可靠性，缩短其使用寿命。对于 CPU，芯片上的热量积聚会严重影响其稳定性和使用寿命。研究表明，如果单个电子元件的工作温度升高，其可靠性会降低 50%，其中 55% 的 CPU 故障是由过热引起的 [1]。研究表明，将芯片表面温度保持在 50~100°C 可以有效避免物理损坏、计算速度下降和逻辑错误[2]。因此，在极其有限的空间内进行有效及时的散热，以保持芯片温度的稳定，成为电子元器件设计中的难题。本文将重点介绍电子散热技术的最新研究进展。10℃ 一、电子散热原理及分类 电子设备散热的目的是保证其工作的稳定性和可靠性。常用的方法主要有：自然散热或冷却、强制散热或冷却、液体冷却、制冷方法、能量导流方法、热隔离方法和PCM（相交材料）温度控制方法。根据冷源温度与环境温度的关系，各种冷却方式可分为被动冷却和主动冷却两大类。 1.1 被动冷却 被动冷却是指冷却源温度高于环境温度的方式。根据冷却介质的不同，可分为风冷和液冷。 (1) 风冷 风冷是指通过空气的流动带走电子元件产生的豹热的一种散热方式。可分为自然对流和强制对流。自然对流冷却的散热能力非常有限，其对流换热系数通常在0~20之间，只能满足发热量低的电子元器件。强制对流冷却是指介质在外力作用下的流动，主要迫使风扇等设备周围的空气流动，带走热量。这种散热方式比自然对流散热能力强得多，与散热器结合使用，其对流换热系数可达10~100。目前，这种散热方式已被广泛使用2/( ) W m K ?。 .这仅适用于产生较少热量的电子元件。强制对流冷却是指介质在外力作用下的流动，主要是通过风扇等方式迫使设备周围的空气流动带走热量。这种散热方式的散热能力比自然对流要强很多，结合散热片可以达到对流传热系数2/( ) W m K ? 。目前，这种冷却方式已被广泛使用。 (2) 液冷 液体冷却是一种通过液体流动去除电子元件产生的热量来散热的方法。它主要是为芯片或芯片组件提出的概念。与空气冷却相比，液体冷却有很多优点，其中最突出的是液体的比热容比气体大得多，因此它的热负荷能力非常大。此外，它具有噪声低、温度稳定等特点，但也存在系统复杂、成本高、可靠性低等缺点。 1.2 主动冷却 主动冷却是一种冷却源温度低于环境温度的冷却方式。这种散热方式可以获得较低的芯片温度，有利于芯片性能的提升。但是它需要消耗更多的能量并且它的可靠性较低。可分为制冷低温冷却技术、热电冷却技术（TEC）、MEMS冷却技术（微通道、微泵、微热管）等。 电子冷却技术中应考虑的各种因素有：热阻、尺寸、重量、维护要求、可靠性、成本、热效率、耐环境性（冲击、振动、腐蚀等）、安全性、复杂性、功耗和影响关于设备的电气性能。需要指出的是，一种制冷方案并不局限于一种制冷方式，大多数方案根据具体情况包括几种制冷方式并结合使用。 2、微通道冷却技术 2.1 微通道冷却技术介绍

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