Дослідники з Університету Іллінойсу в Урбані-Шампейні та Каліфорнійського університету в Берклі запропонували нову стратегію охолодження електроніки. Технологія, описана в журналі Nature Electronics, заснована на використанні розподільників тепла, що складаються з електроізоляційного шару полі (ді-хлор-n-ксилілену) і мідного покриття.
Один з підходів до охолодження електроніки полягає у використанні тепло розподільників на основі монолітного металу, які зменшують тепловий опір і коливання температури в електронних пристроях. Однак, як відзначають дослідники, висока електропровідність матеріалів ускладнює технічну реалізацію таких пристроїв.
У своїй роботі вчені монолітно інтегрують мідь безпосередньо в електронні пристрої для розподілу тепла і стабілізації температури. Для цього на пристрій спочатку наноситься електроізоляційний шар полі (ді-хлор-n-ксилілену), а потім конформне покриття з міді. Такий підхід дозволяє розміщувати мідь в безпосередній близькості від тепловиділяючих елементів.
“Перевага наших розподільників тепла з конформним покриттям полягає в тому, що вони повністю покривають електронний пристрій, включаючи верхню, нижню і бічні частини, — пояснює в інтерв’ю TechXplore Тарек Гебраель, один з авторів дослідження. – Це неможливо зі стандартними розподільниками тепла, які, як правило, встановлюються поверх пристрою, або зі стандартними мідними пластинами друкованої плати. Створивши такі конформні покриття, ми змогли надати більше шляхів для відведення тепла від електронного пристрою, що призводить до більш високої ефективності охолодження».
Автори роботи відзначають, що раніше дослідники розробляли схожі рішення, але для підвищення ефективності відведення тепла в них використовувалися дуже дорогі матеріали, такі як алмаз. Низька вартість виробництва з використанням нової технології, запропонованої в роботі, відкриває широкі можливості для масштабного впровадження.
Вчені оцінили свої теплорозподільники з мідним покриттям в серії випробувань і показали їх ефективність. Зокрема, їх рішення дозволило збільшити потужність на одиницю об’єму до 740% в порівнянні зі стандартними мідними радіаторами з повітряним охолодженням, використовуваними сьогодні.