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Adiós a los disipadores tradicionales: Berkeley mejora un 740% la eficiencia de disipación con un nuevo material y diseño

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El mundo de la electrónica está a punto de dar un salto cualitativo que transformaría el sector tal y como lo conocemos. El calor, el gran limitante de los semiconductores, tiene los días contados gracias un equipo de ingenieros.

Un equipo de la Universidad de Berkeley ha demostrado un nuevo método de refrigeración que succiona el calor de los componentes electrónicos con tanta eficacia que permite diseñar circuitos con 7,4 veces más energía que los equivalente con disipadores convencionales.

El calor es el gran enemigo de los ingenieros a la hora de diseñadores de productos electrónicos, y es uno de los principales factores que impiden que la electrónica se siga haciendo más y más pequeña.

Si no se puede expulsar el calor de los circuitos, estos se estropean. La conocida forma de oblea apilada de los disipadores de calor está diseñada para alejar el calor de las zonas sensibles y disiparlo donde no cause problemas.

Disipador de calor

Pero el equipo afirma que de esta forma no se puede eliminar el calor de la parte inferior de los dispositivos, donde se genera casi todo el calor.

En este sentido, el equipo ha dado con una solución que, según dicen, aumenta radicalmente la expulsión de calor sin introducir materiales costosos (como la plata o el oro, que son grandes conductores de energía pero muy caros).

Un nuevo estudio publicado en la revista Nature Electronics describe un método que "primero recubre los dispositivos con una capa eléctrica de poli(2-cloro-p-xileno) (parileno C) y luego con una capa conformada de cobre. Esto permite que el cobre esté muy cerca de los elementos generadores de calor, eliminando la necesidad de materiales de interfaz térmica".

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Básicamente, este nuevo sistema de refrigeración cubre por completo todas las superficies expuestas de la electrónica, incluyendo la parte superior, la inferior y los laterales. El dispositivo y el disipador de calor actúan como una sola pieza, que funciona con la misma eficacia ocupando lo mínimo.

El equipo probó con éxito este método de refrigeración pasiva ultraeficiente en algunos transistores de potencia de nitruro de galio.

Para un solo circuito, registraron resultados impresionantes, pero el efecto se multiplica enormemente cuando se pueden apilar unos encima de otros.

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"Cuando se utiliza nuestro recubrimiento, se pueden apilar muchas más placas de circuito impreso en el mismo volumen, en comparación con los disipadores de calor convencionales refrigerados por líquido o por aire. Pudimos demostrar un aumento del 740% en la potencia por unidad de volumen", dice el autor principal, Tarik Gebrael.

La investigación confirmó que este revestimiento de cobre conformado es adecuado para su uso en aplicaciones refrigeradas por aire y por agua, aunque es necesario realizar más pruebas para comprobar la durabilidad de esta solución en circuitos complejos.

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Etiquetas: Electrónica