Mikroişlemci ve Mikro Elektromekanik Sistemler için bir Minikanallı Isı Soğurucu Geliştirilmesi.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2022 - 2024

Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
Başlama Tarihi: Aralık 2022
Bitiş Tarihi: Aralık 2024

Proje Özeti

Geçmişten günümüze kadar yapılan gelişmeler düşünüldüğünde mikro elektronik sistemler insanoğlunun ürettiği en önemli teknolojik icatlardan birisidir. Endüstride havacılık, biomedikal, robotik, haberleşme, otomotiv ve uzay teknolojisi vb. gibi birçok alandaki sistemlerin temel bileşeni olarak hizmet veren bu mikro yapılar, mikro işlemciler (CPU) ve mikro elektronik mekanik sistemler (MEMS)’dir. Bir CPU, elektromekanik ve elektronik sistemleri kontrol eden bir bilgisayar sisteminin beyni olup saniyede milyonlarca işlem yapabilmektedir. CPU ve MEMS’ler hassas sitemler olup aşırı ısınma sebebi ile kalıcı zarar görebilmektedirler veya yüksek işlem hızlarına (overclock) ulaşamamaktadırlar. Günümüzde mevcut olan bir masaüstü bilgisayarın CPU’su tarafından havaya atılan ısı 50 ile150W aralığında olduğu dikkate alındığında, CPU’ların güvenli bir sıcaklık aralığında çalışması için saniyede 150 Joule’den daha hızlı şekilde soğutulmaları gerekmektedir. CPU’ların normal çalışma sıcaklıkları 55 ile 80oC arasında değişmektedir. CPU ve MEMS’lerin daha yüksek işlem hızlarında çalışmaları durumunda üzerlerinden geçen akım değerleri daha fazla artmaktadır. Böylece bu sistemlerin daha fazla ısınarak kritik sıcaklık olarak kabul edilen 120^oC’nin aşılmasına ve sonuçta ise CPU’nun fiziksel zarar görmesine neden olacaktır. Çünkü CPU ve MEMS’lerin üretildikleri malzemeler ancak belirli sıcaklık aralıklarında çalışmaya uygundur. Ayrıca ısınma problemi CPU’nun yüksek hızlarda çalışmasının önünde duran, çözülmesi gereken bir engeldir. Günümüzde yeni nesil CPU ve MEMS’lerin normal çalışma şartlarında ortalama ısı akısının 150W/cm² olduğu ve ayrıca bu değerin bazı durumlarda 250 W/cm²’lik pik değere çıktığı da bilinmektedir. Üretilen bu ısının hızlı bir şekilde uzaklaştırılabilmesi için daha yüksek bir ısı akısı (500 W/cm² gibi) ile soğutulması gerektirmektedir. Bu proje önerisinde, 500 W/cm² veya daha yüksek bir ısı akısıyla ısı çeken bir ısı soğurucu üretilmesi hedeflenmiştir.