半導體散熱器原理圖-tft每日頭條

伊利諾伊大學和加州大學伯克利分校的一個團隊展示了一種新的冷卻方法，它能有效地将熱量從電子産品中吸走，使設計人員在給定體積内運行的功率是傳統散熱器的7.4 倍。熱量在很大程度上是電子設計師的“敵人”，它是阻礙電子産品變小的關鍵限制因素之一。如果熱量不能從電路中排出，它們就會在功能上，有時在物理上發生故障。

半導體散熱器原理圖（研究團隊展示新的散熱技術）1

熟悉的堆疊晶片形狀的散熱器旨在将熱量從敏感區域傳導出去，并在不會造成麻煩的地方進行散熱，但該團隊表示，它們通常不能從設備的底部排出熱量，而大量的熱量是在那裡産生的。

下一代散熱器試圖改進傳統的散熱器，但該團隊表示，它們通常是由昂貴的材料（如鑽石）制成的，而且它們通常不能直接安裝到元件的表面，而沒有一層“熱界面材料”，這可以改善接觸，但會抑制熱性能。

該團隊想出了一個解決方案，他們說在不引入昂貴材料的情況下，從根本上改善了熱量排放。一項發表在同行評議雜志《自然-電子學》上的新研究描述了一種方法，“首先在設備上塗上一層聚氯代對二甲苯膜的電氣層，然後再塗上一層銅的保形層。這使得銅與發熱元件接近，消除了對熱界面材料的需求。”

半導體散熱器原理圖（研究團隊展示新的散熱技術）2

從本質上講，這種新的冷卻系統完全覆蓋了電子産品的所有暴露表面，包括頂部、底部和側面。該設備和散熱器作為一個整體，其性能與散熱器一樣有效，甚至更有效，而沒有任何地方接近散熱器的體積。該團隊在一些氮化镓功率晶體管上成功測試了這種超高效的被動冷卻方法。

對于單個電路，他們記錄了令人印象深刻的結果--但當可以将它們堆疊在一起時，效果會大大增加。“假設你有多個印刷電路闆，”研究主要作者、伊利諾伊大學厄巴納-香槟分校博士生Tarik Gebrael說。“當你使用我們的塗層時，與你使用傳統的液體或空氣冷卻的散熱器相比，你可以在相同的體積内堆疊更多的印刷電路闆......。這就意味着每單位體積的功率要高得多。我們能夠證明單位體積的功率增加了740%。”

該研究證實，這種保形銅塗層适用于空氣和水冷卻的應用，盡管還需要進一步的測試，以了解這種解決方案在沸水、沸騰的電介質流體、高壓應用以及比研究中使用的簡單測試裝置更複雜的電路中的耐久性。

這篇論文發表在《自然-電子學》雜志上。