بررسی آزمایشگاهی خنک سازی ریزپردازنده ها با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده و چاه حرارتی

در این پژوهش، یک سیستم خنک کننده نوآورانه برای مدیریت حرارتی ریزپردازنده ها با استفاده از ترکیب مواد تغییر فاز دهنده (PCM) و چاه های حرارتی ارائه شده است. با توجه به افزایش توان مصرفی و کوچک سازی قطعات الکترونیکی، کنترل دما اهمیت ویژه ای دارد. در این مطالعه، نانوذرات ZnO و TiO₂ با غلظت وزنی ۱% در موم پارافین به عنوان PCM پیشرفته به کار رفته اند. پراکندگی دو مرحله ای این نانوذرات در PCM باعث افزایش هدایت حرارتی و بهبود عملکرد انتقال حرارت شده است. سیستم خنک کننده شامل المنت حرارتی (شبیه سازی شار حرارتی ۲۰۰۰ تا ۴۰۰۰ وات بر متر مربع)، صفحه مسی، هیت سینک آلومینیومی استاندارد، کلکتور حرارتی، واحد ذخیره انرژی، منبع تغذیه قابل تنظیم و فن است. این اجزا شرایط عملیاتی مختلف و شار حرارتی گوناگون را شبیه سازی می کنند. ترموکوپل های نوع K با دقت ±۰.۵ درجه سانتیگراد برای ارزیابی دقیق دما در نقاط مختلف (از جمله فین های هیت سینک و سطح PCM) نصب شده اند. از چسب سیلیکونی به عنوان خمیر حرارتی برای بهبود انتقال حرارت استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده همزمان از نانوذرات و ترکیب PCM با چاه حرارتی، مقاومت حرارتی سیستم را بطور موثری کاهش داده و پایداری دمایی ریزپردازنده ها را افزایش می دهد. این دستاوردها منجر به افزایش طول عمر قطعات الکترونیکی شده و گامی مهم در توسعه سیستم های خنک کننده کارآمد و پایدار برای صنایع الکترونیکی است. این رویکرد می تواند به بهبود عملکرد و کاهش خرابی های ناشی از افزایش دما در ریزپردازنده ها کمک کند.

کلیدواژه ها:

خنک کننده الکترونیک ، مواد تغییر فازدهنده pcm ، چیپست های الکترونیکی