Elektronik cihazların aşırı ısınmalarını önlemek için yeni bir çözüm

Akıllı telefonlar ve taşınabilir tablet bilgisayarlar da dahil olmak üzere elektronik cihazlar giderek daha gelişmiş ve kompakt hale geliyor. Performansları arttıkça ve boyutları küçüldükçe bu cihazlar daha fazla ısı üretir ve bu da güvenliklerini azaltarak kırılmalarına neden olabilir.

California Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yakın zamanda elektroniği mevcut diğer çözümlerden daha verimli bir şekilde soğutabilecek alternatif bir strateji geliştirdiler. Nature Electronics’te yayınlanan bir makalede tanıtılan stratejileri, elektrik yalıtkan bir poli (2-kloro- p – ksililen) (Parylene C) tabakası ve bir bakır kaplamadan oluşan ısı yayıcıların kullanımına dayanmaktadır .

Araştırmayı yürüten araştırmacılardan biri olan Tarek Gebrael TechXplore’a verdiği demeçte, “Son makalemiz, yüksek verimli elektronik soğutma için kaplama ısı yayıcılar üretme çabalarımızın doruk noktasıydı. Motivasyon, güç yoğun elektroniklerden etkili ısı dağılımını sağlamaktı.”

Isı yayıcılar, bakır ve alüminyum gibi ısıl iletkenliği yüksek malzemelerden oluşan soğutma sistemleridir. Bu sistemler, cihazların ürettiği ısıyı daha geniş bir yüzey alanına yayarak ısıyı çevreye yaymalarını kolaylaştırır.

Gebrael, “Uyumlu kaplamalı ısı yayıcılarımızı kullanmanın avantajı, cihazın üstü, altı ve yanları dahil olmak üzere elektronik cihazı tamamen kaplamalarıdır.” “Genellikle cihazın üstüne eklenen standart ısı yayıcılarla veya standart PCB bakır düzlemleriyle bu mümkün değil. Bu konformal kaplamaları elde ederek, ısının elektronik cihazdan çıkması için daha fazla yol sağlayabildik . daha iyi soğutma performansı.”

Geçmişte ekipler, ısının elektronik cihazlardan çıkması için daha fazla “yol” açarak aşırı ısınmayı önleyen benzer teknikler geliştirmişti. Bununla birlikte, daha önce önerilen çözümler, elmas gibi çok pahalı malzemeler kullanır. Bu, büyük ölçekte geliştirmelerini ve uygulamalarını zorlaştırır.

Gebrael ve meslektaşları, bakır kaplı ısı yayıcılarını bir dizi testte değerlendirdi ve son derece iyi performans gösterdiğini buldu. Spesifik olarak, çözümleri, günümüzde kullanılan standart hava soğutmalı bakır soğutuculara kıyasla birim hacim başına güçte %740’a varan bir artış sağladı.

Gebrael, “Bu olağanüstü sonuç, yayıcılarımızın ısıyı dağıtmadaki etkinliğinden ve ayrıca baskılı devre kartlarına uygulandığında kapladıkları kompakt hacimden kaynaklanmaktadır.” Dedi. “Bu özellik, gelecekteki teknolojilerin (AI, artırılmış gerçeklik, vb.) platformlarını oluşturmak için gerekli olan aşırı ısınma sorunları olmadan daha küçük bir alana daha fazla elektroniğin yerleştirilmesini sağlar.”

Gelecekte, bu araştırmacılar ekibi tarafından geliştirilen ısı yayıcılar, pahalı malzemeler gerektirmeden elektronik cihazları daha verimli bir şekilde soğutmak için kullanılabilir . Özellikle, önerdikleri kaplama tarifi, elektronik endüstrisinde halihazırda kullanımda olan süreçleri birleştiriyor. Bu, gerçek dünya ortamlarında uygulanmasını ve ticarileştirilmesini daha da kolaylaştırabilir.

Gebrael, “Şu anda, belirli ortamlarda (kaynar su, kaynayan dielektrik sıvılar, termal döngü ve yüksek voltajlı ortamlar) kaplamalarımızın güvenilirliğini ve dayanıklılığını uzun süreler boyunca araştırıyoruz.” “Kaplamalarımızın üstün soğutma performansını koruduğundan emin olmak istiyoruz. İlk çalışmada yalnızca basit test panoları kullanırken, kaplamaları tam ölçekli güç modülleri ve GPU kartlarıyla da uyguluyoruz.”