Niekoľko účinných metód odvádzania tepla
Výkon elektronických produktov je čoraz výkonnejší, pričom hustota integrácie a montáže sa neustále zvyšuje, čo vedie k prudkému nárastu ich prevádzkovej spotreby energie a tvorby tepla. Porucha materiálu spôsobená koncentráciou tepla v elektronických súčiastkach predstavuje veľkú väčšinu celkovej miery porúch a technológia tepelného manažmentu je kľúčovým faktorom, ktorý sa pri elektronických produktoch zvažuje. V tomto smere je potrebné posilniť tepelnú kontrolu elektronických komponentov.
Efektívny odvod tepla elektronických súčiastok je ovplyvnený princípmi prenosu tepla a mechaniky tekutín. Odvod tepla elektrických komponentov má riadiť prevádzkovú teplotu elektronických zariadení, čím sa zabezpečuje ich pracovná teplota a bezpečnosť, čo zahŕňa najmä rôzne aspekty, ako je rozptyl tepla a materiály. V súčasnosti odvádzanie tepla elektronických súčiastok zahŕňa najmä prirodzené, nútené, kvapalné, chladiace, diverzné, tepelné izolácie a iné metódy.
Technológia chladenia sa vzťahuje najmä na spôsoby, metódy a techniky vonkajšieho tepelného dizajnu, zahŕňajúce rôzne aspekty, ako je odvod tepla alebo spôsoby chladenia, materiály atď. súvisiace s prenosom tepla. Podľa rôznych spôsobov vedenia tepla a konvekcie možno radiátorové produkty rozdeliť na aktívny a pasívny režim.
Prirodzené chladenie je bežne používaný spôsob aktívneho chladenia, ktorý využíva vysokú tepelnú vodivosť materiálov (hlavne profilov) na odvádzanie tepla a jeho odvádzanie do ovzdušia. Pri absencii špecifických požiadaviek na rýchlosť vetra je ako prirodzený konvekčný chladič použitý medený hliníkový plech, vytláčanie hliníka, odlievanie zliatiny na dosiahnutie chladenia produktu. Metódy prirodzeného chladenia sa používajú najmä v elektronických súčiastkach s požiadavkami na riadenie nízkej teploty, nízkoenergetických zariadeniach a súčiastkach s relatívne nízkou hustotou tepelného toku na ohrev zariadenia.
Metóda núteného chladenia vzduchom je spôsob, ako urýchliť prúdenie vzduchu okolo elektronických komponentov a odvádzať teplo pomocou ventilátorov a iných prostriedkov. Chladenie Force Air je tiež bežnou technológiou odvádzania tepla, ktorá je relatívne jednoduchá na výrobu, má výhody relatívne nízkej ceny a jednoduchej inštalácie. Táto metóda môže byť použitá v elektronických súčiastkach, ak je priestor dostatočne veľký na prúdenie vzduchu alebo ak sú nainštalované nejaké zariadenia na odvádzanie tepla. V praxi je vhodným zväčšením celkovej plochy odvodu tepla a generovaním relatívne veľkého koeficientu prestupu tepla konvekciou na povrchu rozptylu tepla hlavnými spôsobmi na zvýšenie tejto schopnosti prenosu tepla konvekciou.
Aplikácia kvapalinového chladenia elektronických súčiastok je spôsob chladenia založený na čipoch a súčiastkach čipov. Kvapalinové chladenie možno rozdeliť hlavne na dva spôsoby: priame chladenie a nepriame chladenie. Metóda nepriameho chladenia kvapalinou sa vzťahuje na použitie kvapalného chladiva, ktoré neprichádza priamo do kontaktu s elektronickými komponentmi, ale namiesto toho prenáša teplo medzi vykurovacími komponentmi cez systém stredného média pomocou pomocných zariadení, ako sú moduly kvapaliny, moduly tepelnej vodivosti, sprejová kvapalina. moduly a tekuté substráty.
Metóda priameho chladenia kvapalinou, známa tiež ako metóda ponorného chladenia, spočíva v priamom kontakte kvapaliny so súvisiacimi elektronickými komponentmi, odstraňovaní tepla cez chladiacu kvapalinu a hlavne pri jej aplikácii na zariadenia s relatívne vysokou objemovou hustotou spotreby tepla alebo v prostredí s vysokou teplotou.
Použitím polovodičového chladenia na rozptýlenie tepla alebo chladenie niektorých konvenčných elektronických komponentov, tiež známych ako termoelektrické chladenie, táto metóda využíva Peltierov efekt samotného polovodičového materiálu, aby umožnil prechod jednosmerného prúdu cez rôzne polovodičové materiály a vytvoril termočlánok v sérii. V tomto bode sa teplo absorbuje a uvoľňuje na oboch koncoch termočlánku, aby sa dosiahol chladiaci efekt. Má výhody malej veľkosti zariadenia, pohodlnej inštalácie, dobrej kvality a ľahkej demontáže.
Tepelná izolácia sa vzťahuje na použitie izolačnej technológie na odvádzanie tepla a chladenie elektronických komponentov. Rozdeľuje sa hlavne na dve formy: vákuová izolácia a nevákuová izolácia. Pri regulácii teploty elektronických komponentov sa používa hlavne nevákuová izolácia. Metóda tepelnej izolácie ovplyvňuje najmä teplotu lokálnych komponentov, posilňuje reguláciu a zabraňuje ohrievaniu vysokoteplotných komponentov a súvisiacich predmetov, čím zabezpečuje spoľahlivosť celého komponentu a predlžuje životnosť zariadenia. V praxi, pretože teplota priamo ovplyvňuje prenos tepla izolačných materiálov, vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je teplota, tým viac izolačných materiálov je potrebných.
V procese vývoja integrovaných obvodov sa hustota a tepelná hustota elektronických súčiastok neustále zvyšuje a ich tepelné problémy sa postupne stávajú výraznejšími. Vysokokvalitné metódy chladenia môžu zabezpečiť ukazovatele výkonu elektronických komponentov. V praktických aplikáciách je potrebné komplexne zvážiť špecifický vykurovací výkon a vlastné charakteristiky elektronických komponentov a primerane použiť rôzne spôsoby chladenia. Je potrebné komplexne voliť aplikačné metódy a prostriedky na základe konkrétnych aplikačných scenárov a tým vyzdvihnúť výkonnostné ukazovatele elektronických komponentov.
