Vários métodos eficientes de dissipação de calor
O desempenho dos produtos eletrônicos está se tornando cada vez mais poderoso, enquanto a densidade de integração e montagem aumenta constantemente, levando a um aumento acentuado no consumo de energia operacional e na geração de calor. A falha de material causada pela concentração de calor em componentes eletrônicos é responsável pela grande maioria da taxa total de falhas, e a tecnologia de gerenciamento térmico é um fator-chave considerado em produtos eletrônicos. É necessário fortalecer o controle térmico dos componentes eletrônicos nesse sentido.
A dissipação eficiente de calor de componentes eletrônicos é influenciada pelos princípios de transferência de calor e mecânica dos fluidos. A dissipação de calor de componentes elétricos tem como objetivo controlar a temperatura de funcionamento dos dispositivos eletrônicos, garantindo assim sua temperatura e segurança de trabalho, envolvendo principalmente diversos aspectos como dissipação de calor e materiais. Atualmente, a dissipação de calor de componentes eletrônicos inclui principalmente métodos naturais, forçados, líquidos, refrigeração, desvio, isolamento térmico e outros.
A tecnologia de resfriamento refere-se principalmente às formas, métodos e técnicas de projeto térmico externo, envolvendo vários aspectos, como dissipação de calor ou métodos de resfriamento, materiais, etc., relacionados à transferência de calor. De acordo com os diferentes métodos de condução e convecção de calor, os produtos do radiador podem ser divididos em modos ativos e passivos.
O resfriamento natural é um método comumente usado de resfriamento ativo, que utiliza a alta condutividade térmica dos materiais (principalmente perfis) para remover o calor e dissipá-lo no ar. Na ausência de requisitos específicos de velocidade do vento, o dissipador de calor de convecção natural usado é placa de cobre e alumínio, extrusão de alumínio e fundição de liga para obter o resfriamento do produto. Os métodos de resfriamento natural são aplicados principalmente em componentes eletrônicos com requisitos de controle de baixa temperatura, equipamentos de baixa potência e componentes com densidade de fluxo de calor relativamente baixa para aquecimento de dispositivos.
O método de resfriamento por ar forçado é uma forma de acelerar o fluxo de ar em torno dos componentes eletrônicos e remover o calor por meio de ventiladores e outros meios. O resfriamento Force Air também é uma tecnologia comum de dissipação de calor, que é relativamente simples de fabricar, tem as vantagens de preço relativamente baixo e instalação simples. Este método pode ser aplicado em componentes eletrônicos se o espaço for grande o suficiente para o fluxo de ar ou se alguma instalação de dissipação de calor estiver instalada. Na prática, aumentar apropriadamente a área total de dissipação de calor e gerar um coeficiente de transferência de calor convectivo relativamente grande na superfície de dissipação de calor são as principais formas de aumentar esta capacidade de transferência de calor convectiva.
A aplicação de resfriamento líquido para componentes eletrônicos é um método de resfriamento baseado em chips e componentes de chips. O resfriamento líquido pode ser dividido principalmente em dois métodos: resfriamento direto e resfriamento indireto. O método de resfriamento indireto por líquido refere-se ao uso de um refrigerante líquido que não entra diretamente em contato com componentes eletrônicos, mas transfere calor entre os componentes de aquecimento através de um sistema de meio intermediário usando dispositivos auxiliares, como módulos de líquido, módulos de condutividade térmica, líquido de pulverização módulos e substratos líquidos.
O método de resfriamento direto por líquido, também conhecido como método de resfriamento por imersão, consiste em contatar diretamente o líquido com componentes eletrônicos relacionados, remover o calor através do refrigerante e aplicá-lo principalmente a dispositivos com densidade de volume de consumo de calor relativamente alta ou em ambientes de alta temperatura.
Ao utilizar o resfriamento de semicondutores para dissipar o calor ou resfriar alguns componentes eletrônicos convencionais, também conhecido como resfriamento termoelétrico, este método utiliza o efeito Peltier do próprio material semicondutor para permitir que a corrente contínua passe através de diferentes materiais semicondutores e forme um termopar em série. Neste ponto, o calor é absorvido e liberado em ambas as extremidades do termopar para atingir o efeito de resfriamento. Tem as vantagens de tamanho pequeno do dispositivo, instalação conveniente, boa qualidade e fácil desmontagem.
O isolamento térmico refere-se ao uso de tecnologia de isolamento para dissipar calor e resfriar componentes eletrônicos. É dividido principalmente em duas formas: isolamento a vácuo e isolamento sem vácuo. No controle de temperatura de componentes eletrônicos, o tratamento de isolamento sem vácuo é usado principalmente. O método de isolamento térmico afeta principalmente a temperatura dos componentes locais, fortalece o controle e evita os efeitos de aquecimento de componentes de alta temperatura e objetos relacionados, garantindo assim a confiabilidade de todo o componente e prolongando a vida útil do equipamento. Na prática, como a temperatura afeta diretamente o desempenho da transferência de calor dos materiais de isolamento, geralmente quanto mais alta a temperatura, mais materiais de isolamento são necessários.
No processo de desenvolvimento de circuitos integrados, a densidade e a densidade de calor dos componentes eletrônicos continuam a aumentar e seus problemas térmicos estão gradualmente se tornando mais proeminentes. Métodos de resfriamento de alta qualidade podem garantir os indicadores de desempenho dos componentes eletrônicos. Em aplicações práticas, é necessário considerar de forma abrangente a potência de aquecimento específica e as características próprias dos componentes eletrônicos, e aplicar razoavelmente diferentes métodos de resfriamento. É necessário selecionar de forma abrangente os métodos e meios de aplicação com base nos cenários de aplicação específicos e, assim, destacar os indicadores de desempenho dos componentes eletrônicos.
