Vairākas efektīvas siltuma izkliedes metodes
Elektronisko izstrādājumu veiktspēja kļūst arvien jaudīgāka, savukārt integrācijas un montāžas blīvums nepārtraukti palielinās, kā rezultātā strauji palielinās to darbības enerģijas patēriņš un siltuma ražošana. Materiāla kļūme, ko izraisa siltuma koncentrācija elektroniskajos komponentos, veido lielāko daļu no kopējā atteices līmeņa, un siltuma pārvaldības tehnoloģija ir galvenais elektronisko izstrādājumu faktors. Šajā sakarā ir jāpastiprina elektronisko komponentu termiskā kontrole.
Elektronisko komponentu efektīvu siltuma izkliedi ietekmē siltuma pārneses un šķidruma mehānikas principi. Elektrisko komponentu siltuma izkliedes mērķis ir kontrolēt elektronisko ierīču darba temperatūru, tādējādi nodrošinot to darba temperatūru un drošību, galvenokārt ietverot dažādus aspektus, piemēram, siltuma izkliedi un materiālus. Pašlaik elektronisko komponentu siltuma izkliede galvenokārt ietver dabiskās, piespiedu, šķidrās, dzesēšanas, novirzīšanas, termiskās izolācijas un citas metodes.
Dzesēšanas tehnoloģija galvenokārt attiecas uz ārējās siltuma projektēšanas veidiem, metodēm un paņēmieniem, kas ietver dažādus aspektus, piemēram, siltuma izkliedi vai dzesēšanas metodes, materiālus utt., kas saistīti ar siltuma pārnesi. Atbilstoši dažādām siltuma vadīšanas un konvekcijas metodēm radiatoru izstrādājumus var iedalīt aktīvajos un pasīvajos režīmos.
Dabiskā dzesēšana ir plaši izmantota aktīvās dzesēšanas metode, kas izmanto materiālu (galvenokārt profilu) augsto siltumvadītspēju, lai noņemtu siltumu un izkliedētu to gaisā. Ja nav īpašu vēja ātruma prasību, dabiskā konvekcijas siltuma izlietne ir vara alumīnija plāksne, alumīnija ekstrūzija, sakausējuma liešana, lai panāktu produkta dzesēšanu. Dabiskās dzesēšanas metodes galvenokārt tiek izmantotas elektroniskajos komponentos ar zemas temperatūras kontroles prasībām, mazjaudas iekārtās un komponentos ar relatīvi zemu siltuma plūsmas blīvumu ierīces sildīšanai.
Piespiedu gaisa dzesēšanas metode ir veids, kā paātrināt gaisa plūsmu ap elektroniskajiem komponentiem un noņemt siltumu caur ventilatoriem un citiem līdzekļiem. Force Air dzesēšana ir arī izplatīta siltuma izkliedes tehnoloģija, kuras ražošana ir salīdzinoši vienkārša, tās priekšrocības ir salīdzinoši zema cena un vienkārša uzstādīšana. Šo metodi var izmantot elektroniskajos komponentos, ja telpa ir pietiekami liela gaisa plūsmai vai ja ir uzstādītas dažas siltuma izkliedes iekārtas. Praksē, attiecīgi palielinot kopējo siltuma izkliedes laukumu un ģenerējot relatīvi lielu konvekcijas siltuma pārneses koeficientu uz siltuma izkliedes virsmas, ir galvenie veidi, kā uzlabot šo konvektīvās siltuma pārneses spēju.
Šķidruma dzesēšanas izmantošana elektroniskajiem komponentiem ir dzesēšanas metode, kuras pamatā ir mikroshēmas un mikroshēmas komponenti. Šķidruma dzesēšanu galvenokārt var iedalīt divās metodēs: tiešā dzesēšanā un netiešajā dzesēšanā. Netiešā šķidruma dzesēšanas metode attiecas uz šķidra dzesēšanas šķidruma izmantošanu, kas tieši nenonāk saskarē ar elektroniskajiem komponentiem, bet tā vietā pārnes siltumu starp sildīšanas komponentiem caur starpposma sistēmu, izmantojot palīgierīces, piemēram, šķidruma moduļus, siltumvadītspējas moduļus, smidzināšanas šķidrumu. moduļi un šķidrie substrāti.
Tiešā šķidruma dzesēšanas metode, kas pazīstama arī kā iegremdēšanas dzesēšanas metode, ir tieša saskarsme ar šķidrumu ar saistītajiem elektroniskajiem komponentiem, siltuma noņemšana caur dzesēšanas šķidrumu un galvenokārt tiek piemērota ierīcēm ar relatīvi augstu siltuma patēriņa tilpuma blīvumu vai augstas temperatūras vidē.
Izmantojot pusvadītāju dzesēšanu, lai izkliedētu siltumu vai atdzesētu dažus parastos elektroniskos komponentus, kas pazīstami arī kā termoelektriskā dzesēšana, šī metode izmanto paša pusvadītāja materiāla Peltjē efektu, lai ļautu līdzstrāvai iziet cauri dažādiem pusvadītāju materiāliem un virknē veidot termopāri. Šajā brīdī siltums tiek absorbēts un atbrīvots abos termopāra galos, lai panāktu dzesēšanas efektu. Tā priekšrocības ir mazs ierīces izmērs, ērta uzstādīšana, laba kvalitāte un vienkārša demontāža.
Termiskā izolācija attiecas uz izolācijas tehnoloģiju izmantošanu, lai izkliedētu siltumu un atdzesētu elektroniskos komponentus. To galvenokārt iedala divos veidos: vakuuma izolācija un bezvakuuma izolācija. Elektronisko komponentu temperatūras kontrolē galvenokārt tiek izmantota apstrāde bez vakuuma izolācijas. Termiskās izolācijas metode galvenokārt ietekmē vietējo komponentu temperatūru, pastiprina kontroli un novērš augstas temperatūras komponentu un saistīto objektu sildīšanas efektus, tādējādi nodrošinot visas sastāvdaļas uzticamību un pagarinot iekārtas lietošanas laiku. Praksē, tā kā temperatūra tieši ietekmē izolācijas materiālu siltuma pārneses īpašības, parasti jo augstāka temperatūra, jo vairāk izolācijas materiālu ir nepieciešams.
Integrālo shēmu izstrādes procesā elektronisko komponentu blīvums un siltuma blīvums turpina pieaugt, un to termiskās problēmas pamazām kļūst arvien izteiktākas. Augstas kvalitātes dzesēšanas metodes var nodrošināt elektronisko komponentu veiktspējas rādītājus. Praktiskajos lietojumos ir nepieciešams vispusīgi apsvērt elektronisko komponentu īpatnējo sildīšanas jaudu un pašīpašības, kā arī saprātīgi izmantot dažādas dzesēšanas metodes. Nepieciešams vispusīgi izvēlēties pielietošanas metodes un līdzekļus, pamatojoties uz konkrētajiem pielietošanas scenārijiem, un tādējādi izcelt elektronisko komponentu darbības rādītājus.
