Gerenciamento térmico de dispositivos vestíveis, como VR/AR
Eletrônicos de consumo referem-se a produtos eletrônicos projetados em torno de aplicações de consumo que estão intimamente relacionadas à vida, ao trabalho e ao entretenimento. O surgimento de produtos eletrônicos de consumo é uma grande transformação no dia a dia, que melhora muito a comodidade e a qualidade de vida dos consumidores e se torna um componente indispensável em seu dia a dia.
Com base no desenvolvimento iterativo da tecnologia de fabricação de eletrônicos de consumo e na popularização de aplicativos de Internet móvel, a base de usuários de produtos eletrônicos de consumo continua a se expandir. Atualmente, embora o mercado tradicional de dispositivos eletrónicos de consumo representado por smartphones, tablets e computadores portáteis esteja a tornar-se cada vez mais saturado e a crescer a um ritmo mais lento, como um ramo emergente da eletrónica de consumo, os produtos eletrónicos vestíveis inteligentes representados pela VR/AR ainda estão em contínuo desenvolvimento.
A estrutura geral da cadeia industrial de produtos vestíveis inteligentes e eletrônicos de consumo é basicamente consistente: a montante está a produção de matérias-primas e componentes; Fabricantes intermediários; A jusante estão os dispositivos vestíveis. Entre eles, a fabricação de componentes estruturais midstream e a produção de módulos ópticos downstream são a chave para produtos vestíveis inteligentes, com alto conteúdo tecnológico e investimento de capital significativo. Ao mesmo tempo, são também as áreas mais ferozmente competitivas e de alto risco na concorrência internacional. Ao mesmo tempo, com o desenvolvimento contínuo de produtos vestíveis inteligentes, foram apresentados requisitos mais elevados para o desempenho de dissipação de calor dos componentes estruturais.
De acordo com diferentes princípios de funcionamento, os materiais de gerenciamento térmico podem ser divididos em dois tipos: ativos (ativos) e passivos (passivos). Os componentes de resfriamento ativo geralmente usam o princípio da convecção térmica para dissipar à força o calor dos dispositivos de aquecimento, como ventiladores, bombas de fluido em refrigeração líquida e compressores em refrigeração de mudança de fase. A característica dos componentes do dissipador de calor com resfriamento ativo é a alta eficiência, mas requer o auxílio de outras fontes de energia. A dissipação de calor passiva geralmente adota o princípio de condução ou radiação de calor, contando principalmente com elementos de aquecimento ou aletas para resfriamento. Eletrônicos de consumo finos e leves, como terminais móveis e tablets, são geralmente adotados devido a limitações espaciais internas. O método passivo de dissipação de calor inclui filme de dissipação de calor de grafite, filme de grafeno, tubo de calor e placa de imersão. Para conduzir efetivamente o calor, muitas vezes é necessário o uso de materiais de interface térmica entre dispositivos de aquecimento e resfriamento, como camadas de brasagem de metal, silicone condutor térmico, pasta condutora térmica, etc.
Em cenários de aplicação prática, os materiais e dispositivos de gerenciamento térmico geralmente precisam ser combinados para uso. Tomando como exemplo dispositivos de energia IGBT amplamente utilizados em novos veículos de energia, o caminho de transferência de calor do chip para o exterior inclui a camada de soldagem do chip (metal), camada de placa de circuito cerâmico DCB/AMB (incluindo camada de substrato cerâmico e camada de revestimento de cobre) , camada de soldagem do sistema (metal), substrato metálico, material de interface (graxa de silicone condutora térmica) e dissipador de calor. Finalmente, o dissipador de calor e o ar conduzem a transferência de calor convectiva e radiativa, e há resistência térmica durante todo o processo de condução. A resistência térmica é o principal fator que afeta a dissipação de calor dos módulos de potência IGBT.
Para aumentar o efeito de dissipação de calor, reduzir a resistência térmica é o método mais importante. Com a melhoria contínua do desempenho do chip, a miniaturização do dispositivo e os requisitos de leveza, os requisitos da indústria para o design de gerenciamento térmico também aumentam constantemente. Os pesquisadores de gerenciamento térmico precisam aplicar com flexibilidade métodos de gerenciamento térmico passivo ativo, bem como organizar e combinar substratos, dissipadores de calor e materiais térmicos de interface. Por exemplo, os módulos IGBT podem ser combinados com placas de imersão, módulos termoelétricos e até módulos de refrigeração líquida para obter melhor dissipação de calor.
