Няколко ефективни метода за разсейване на топлината
Производителността на електронните продукти става все по-мощна, докато интеграцията и плътността на сглобяване непрекъснато се увеличават, което води до рязко увеличаване на тяхната работна консумация на енергия и генериране на топлина. Повредата на материала, причинена от концентрацията на топлина в електронните компоненти, представлява по-голямата част от общия процент на повреда, а технологията за управление на топлината е ключов фактор, който се взема предвид в електронните продукти. В това отношение е необходимо да се засили термичният контрол на електронните компоненти.
Ефективното разсейване на топлината на електронните компоненти се влияе от принципите на преноса на топлина и механиката на течностите. Разсейването на топлината на електрическите компоненти е за контролиране на работната температура на електронните устройства, като по този начин се гарантира тяхната работна температура и безопасност, като се включват главно различни аспекти като разсейване на топлината и материали. Понастоящем разсейването на топлината на електронните компоненти включва главно естествени, принудителни, течни, хладилни, отклоняващи, топлинна изолация и други методи.
Охлаждащата технология се отнася главно до начините, методите и техниките за външно термично проектиране, включващи различни аспекти като разсейване на топлината или методи за охлаждане, материали и т.н., свързани с преноса на топлина. Според различните методи на топлопроводимост и конвекция радиаторните продукти могат да бъдат разделени на активни и пасивни режими.
Естественото охлаждане е често използван метод за активно охлаждане, който използва високата топлопроводимост на материалите (главно профили) за отстраняване на топлината и разсейването й във въздуха. При липса на специфични изисквания за скорост на вятъра, използваният радиатор с естествена конвекция е медна алуминиева плоча, алуминиева екструзия, отливка от сплав за постигане на охлаждане на продукта. Методите за естествено охлаждане се прилагат главно в електронни компоненти с ниски изисквания за контрол на температурата, оборудване с ниска мощност и компоненти с относително ниска плътност на топлинния поток за отопление на устройства.
Методът на принудително въздушно охлаждане е начин за ускоряване на въздушния поток около електронните компоненти и премахване на топлината чрез вентилатори и други средства. Force Air охлаждането също е често срещана технология за разсейване на топлината, която е относително лесна за производство, има предимствата на относително ниска цена и проста инсталация. Този метод може да се приложи в електронни компоненти, ако пространството е достатъчно голямо за въздушен поток или ако са инсталирани някои съоръжения за разсейване на топлината. На практика, подходящо увеличаване на общата площ на разсейване на топлината и генериране на относително голям коефициент на конвективен топлопренос върху повърхността на разсейване на топлината са основните начини за подобряване на тази способност за конвективен топлопренос.
Прилагането на течно охлаждане за електронни компоненти е метод на охлаждане, базиран на чипове и компоненти на чипове. Течното охлаждане може да се раздели основно на два метода: директно охлаждане и индиректно охлаждане. Методът за непряко течно охлаждане се отнася до използването на течна охлаждаща течност, която не влиза директно в контакт с електронните компоненти, а вместо това пренася топлина между нагревателните компоненти през междинна среда, използваща спомагателни устройства като течни модули, модули за топлопроводимост, течност за пръскане модули и течни субстрати.
Методът на директно охлаждане с течност, известен също като метод на охлаждане с потапяне, е директен контакт на течността със свързани електронни компоненти, отстраняване на топлината през охлаждащата течност и основното му прилагане към устройства с относително висока обемна плътност на консумация на топлина или в среди с висока температура.
Чрез използване на полупроводниково охлаждане за разсейване на топлината или охлаждане на някои конвенционални електронни компоненти, известно още като термоелектрическо охлаждане, този метод използва ефекта на Пелтие на самия полупроводников материал, за да позволи на постоянен ток да премине през различни полупроводникови материали и да образува последователно термодвойка. В този момент топлината се абсорбира и освобождава в двата края на термодвойката, за да се постигне охлаждащ ефект. Има предимствата на малък размер на устройството, удобна инсталация, добро качество и лесно разглобяване.
Термичната изолация се отнася до използването на изолационна технология за разсейване на топлината и охлаждане на електронни компоненти. Основно се разделя на две форми: вакуумна изолация и невакуумна изолация. При контрола на температурата на електронни компоненти се използва главно невакуумна изолационна обработка. Методът на термична изолация засяга главно температурата на локалните компоненти, засилва контрола и предотвратява топлинните ефекти на високотемпературните компоненти и свързаните с тях обекти, като по този начин гарантира надеждността на целия компонент и удължава живота на оборудването. На практика, тъй като температурата пряко влияе върху ефективността на топлопреминаване на изолационните материали, обикновено колкото по-висока е температурата, толкова повече изолационни материали са необходими.
В процеса на разработване на интегрални схеми, плътността и топлинната плътност на електронните компоненти продължават да се увеличават и техните термични проблеми постепенно стават все по-забележими. Висококачествените методи за охлаждане могат да осигурят показателите за ефективност на електронните компоненти. В практическите приложения е необходимо да се разгледат изчерпателно специфичната топлинна мощност и собствените характеристики на електронните компоненти и разумно да се прилагат различни методи за охлаждане. Необходимо е цялостно да се изберат методите и средствата за приложение въз основа на конкретните сценарии на приложение и по този начин да се подчертаят показателите за ефективност на електронните компоненти.
