Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне и Калифорнийского университета в Беркли предложили новую стратегию охлаждения электроники. Технология, описанная в журнале Nature Electronics, основана на использовании распределителей тепла, состоящих из электроизоляционного слоя поли(ди-хлор-n-ксилилена) и медного покрытия.

Один из подходов к охлаждению электроники заключается в использовании теплораспределителей на основе монолитного металла, которые уменьшают тепловое сопротивление и колебания температуры в электронных устройствах. Однако, как отмечают исследователи, высокая электропроводность материалов затрудняет техническую реализацию таких устройств.

В своей работе ученые монолитно интегрируют медь непосредственно в электронные устройства для распределения тепла и стабилизации температуры. Для этого на устройство сначала наносится электроизоляционный слой поли(ди-хлор-n-ксилилена), а затем конформное покрытие из меди. Такой подход позволяет размещать медь в непосредственной близости от тепловыделяющих элементов.

«Преимущество наших распределителей тепла с конформным покрытием заключается в том, что они полностью покрывают электронное устройство, включая верхнюю, нижнюю и боковые части, — объясняет в «интервью»https://techxplore.com/news/2022–05-solution-cool-electronic-devices-overheating.html TechXplore Тарек Гебраэль, один из авторов исследования. — Это невозможно со стандартными распределителями тепла, которые, как правило, устанавливаются поверх устройства, или со стандартными медными пластинами печатной платы. Создав такие конформные покрытия, мы смогли предоставить больше путей для отвода тепла от электронного устройства, что приводит к более высокой эффективности охлаждения».

Авторы работы отмечают, что ранее исследователи разрабатывали похожие решения, но для повышения эффективности отвода тепла в них использовались очень дорогие материалы, такие как алмаз. Низкая стоимость производства с использованием новой технологии, предложенной в работе, открывает широкие возможности для масштабного внедрения.

Ученые оценили свои теплораспределители с медным покрытием в серии испытаний и показали их эффективность. В частности, их решение позволило увеличить мощность на единицу объема до 740% по сравнению со стандартными медными радиаторами с воздушным охлаждением, используемыми сегодня.