Popularyzatorski opis rezultatów projektu

Nr wniosku: 165646, nr raportu: 7084. Kierownik (z rap.): dr inż. Dominik Jurków
Popularyzatorski opis rezultatów projektu
Uzasadnienie tematyki projektu
Rozwój większości nowoczesnych elementów i systemów elektronicznych wpisuje się w trend
ciągłej miniaturyzacji mającej na celu zmniejszenie wymiarów, kosztów oraz zwiększenie
częstotliwości pracy podzespołów elektronicznych. Jednak ze zwiększeniem integracji
i miniaturyzacji komponentów elektronicznych związany jest problem rozpraszania niepotrzebnego
ciepła. Zbyt wysoka temperatura elektroniki zmniejsza jej wydajność i żywotność. Dlatego
rozpraszanie ciepła jest jednym z kluczowych zagadnień w projektowaniu systemów
elektronicznych. Najpopularniejszą metodą zarządzania temperaturą jest integracja systemów
elektronicznych z zewnętrznymi radiatorami, wentylatorami lub systemami chłodzenia cieczą.
Niestety, takie standardowe rozwiązania mogą zmniejszyć niezawodność oraz zwiększają złożoność
i koszt systemów elektronicznych.
Przeprowadzone badania
a)
b)
Ceramiczny regulator
temperatury, a) widok wnętrza,
b) widok zewnętrzny - grzejnik
W ramach projektu analizowano efektywność i dynamikę pracy
szeregu systemów chłodzenia i kontroli temperatury
wykonanych w technologii Niskotemperaturowej Ceramiki
Współwypalanej. Z sukcesem przebadano możliwość integracji
systemów chłodzenia oraz regulatorów temperatury
bezpośrednio z podłożem elektronicznym oraz stwierdzono, że
dzięki optymalizacji możliwe jest osiągnięcie efektywnego
chłodzenia urządzeń. Bezpośrednia integracja systemu do
regulacji temperatury z podłożem elektronicznym w ramach
jednej technologii umożliwia eliminację kosztów łączenia
systemów, zwiększa niezawodność i zmniejsza złożoności
systemu. Przykładowy regulator temperatury przedstawiono na
rysunku obok.
Główne osiągnięte cele praktyczne i społeczne
Najbardziej efektywnym z przebadanych sposobów chłodzenia okazało się chłodzenie za pomocą
przepływającego płynu, które umożliwia obniżenie temperatury elektroniki o 75°C. Wynik ten daje
zielone światło dla szerokiego wykorzystania Niskotemperaturowej Ceramiki Współwypalanej
w sektorze produkcji obwodów drukowanych (podłoży elektronicznych), który to sektor dynamicznie
rozwija się w Polsce. Wykorzystanie Niskotemperaturowej Ceramiki Współwypalanej w produkcji
elektroniki zintegrowanej lub wysokiej mocy daje perspektywę wyższej jakości produktów, np.
w dziedzinie awioniki lub w przemyśle motoryzacyjnym. Ze względu na fakt, że
Niskotemperaturowa Ceramika Współwypalana i popularny półprzewodnik, jakim jest krzem są
kompatybilne, możliwa jest ich integracja i zastosowanie wypracowanych rozwiązań w chłodzeniu
procesorów np. w komputerach osobistych. Dzięki temu możliwe będzie zmniejszenie kosztu
elektroniki użytkowej i zwiększenie jej niezawodności, co doskonale wpisuje się w oczekiwania
konsumentów.