Plusieurs méthodes efficaces de dissipation de la chaleur
Les performances des produits électroniques sont de plus en plus puissantes, tandis que la densité d'intégration et d'assemblage augmente constamment, entraînant une forte augmentation de leur consommation électrique de fonctionnement et de leur génération de chaleur. Les défaillances matérielles causées par la concentration de chaleur dans les composants électroniques représentent la grande majorité du taux de défaillance total, et la technologie de gestion thermique est un facteur clé pris en compte dans les produits électroniques. Il est nécessaire à cet égard de renforcer le contrôle thermique des composants électroniques.
La dissipation thermique efficace des composants électroniques est influencée par les principes du transfert de chaleur et de la mécanique des fluides. La dissipation thermique des composants électriques consiste à contrôler la température de fonctionnement des appareils électroniques, garantissant ainsi leur température de fonctionnement et leur sécurité, impliquant principalement différents aspects tels que la dissipation thermique et les matériaux. À l'heure actuelle, la dissipation thermique des composants électroniques comprend principalement des méthodes naturelles, forcées, liquides, de réfrigération, de dérivation, d'isolation thermique et d'autres méthodes.
La technologie de refroidissement fait principalement référence aux moyens, méthodes et techniques de conception thermique externe, impliquant divers aspects tels que la dissipation thermique ou les méthodes de refroidissement, les matériaux, etc. liés au transfert de chaleur. Selon les différentes méthodes de conduction thermique et de convection, les radiateurs peuvent être divisés en modes actif et passif.
Le refroidissement naturel est une méthode de refroidissement actif couramment utilisée, qui utilise la conductivité thermique élevée des matériaux (principalement des profilés) pour éliminer la chaleur et la dissiper dans l'air. En l'absence d'exigences spécifiques en matière de vitesse du vent, le dissipateur thermique à convection naturelle utilisé est une plaque d'aluminium en cuivre, une extrusion d'aluminium et un moulage en alliage pour obtenir le refroidissement du produit. Les méthodes de refroidissement naturel sont principalement appliquées aux composants électroniques ayant de faibles exigences de contrôle de température, aux équipements de faible puissance et aux composants avec une densité de flux thermique relativement faible pour le chauffage des appareils.
La méthode de refroidissement par air forcé est un moyen d’accélérer le flux d’air autour des composants électroniques et d’évacuer la chaleur via des ventilateurs et d’autres moyens. Le refroidissement Force Air est également une technologie de dissipation thermique courante, qui est relativement simple à fabriquer, présente les avantages d'un prix relativement bas et d'une installation simple. Cette méthode peut être appliquée aux composants électroniques si l'espace est suffisamment grand pour la circulation de l'air ou si des installations de dissipation thermique sont installées. En pratique, augmenter de manière appropriée la surface totale de dissipation thermique et générer un coefficient de transfert de chaleur par convection relativement important sur la surface de dissipation thermique sont les principaux moyens d'améliorer cette capacité de transfert de chaleur par convection.
L'application du refroidissement liquide pour les composants électroniques est une méthode de refroidissement basée sur des puces et des composants de puces. Le refroidissement liquide peut être principalement divisé en deux méthodes : le refroidissement direct et le refroidissement indirect. La méthode de refroidissement liquide indirect fait référence à l'utilisation d'un liquide de refroidissement qui n'entre pas directement en contact avec les composants électroniques, mais transfère plutôt la chaleur entre les composants chauffants via un système de fluide intermédiaire utilisant des dispositifs auxiliaires tels que des modules de liquide, des modules de conductivité thermique, du liquide pulvérisé. modules et substrats liquides.
La méthode de refroidissement liquide direct, également connue sous le nom de méthode de refroidissement par immersion, consiste à mettre directement en contact le liquide avec les composants électroniques associés, à éliminer la chaleur à travers le liquide de refroidissement et à l'appliquer principalement à des appareils ayant une densité volumique de consommation de chaleur relativement élevée ou dans des environnements à haute température.
En utilisant le refroidissement des semi-conducteurs pour dissiper la chaleur ou refroidir certains composants électroniques conventionnels, également appelé refroidissement thermoélectrique, cette méthode utilise l'effet Peltier du matériau semi-conducteur lui-même pour permettre au courant continu de traverser différents matériaux semi-conducteurs et de former un thermocouple en série. À ce stade, la chaleur est absorbée et libérée aux deux extrémités du thermocouple pour obtenir l’effet de refroidissement. Il présente les avantages d'une petite taille d'appareil, d'une installation pratique, d'une bonne qualité et d'un démontage facile.
L'isolation thermique fait référence à l'utilisation d'une technologie d'isolation pour dissiper la chaleur et refroidir les composants électroniques. Il est principalement divisé en deux formes : l’isolation sous vide et l’isolation sans vide. Dans le contrôle de la température des composants électroniques, un traitement d’isolation sans vide est principalement utilisé. La méthode d'isolation thermique affecte principalement la température des composants locaux, renforce le contrôle et empêche les effets de chauffage des composants à haute température et des objets associés, garantissant ainsi la fiabilité de l'ensemble du composant et prolongeant la durée de vie de l'équipement. En pratique, étant donné que la température affecte directement les performances de transfert de chaleur des matériaux isolants, généralement plus la température est élevée, plus il faut de matériaux isolants.
Dans le processus de développement des circuits intégrés, la densité et la densité thermique des composants électroniques continuent d'augmenter et leurs problèmes thermiques deviennent progressivement plus importants. Des méthodes de refroidissement de haute qualité peuvent garantir les indicateurs de performance des composants électroniques. Dans les applications pratiques, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive la puissance de chauffage spécifique et les caractéristiques propres des composants électroniques, et d'appliquer raisonnablement différentes méthodes de refroidissement. Il est nécessaire de sélectionner de manière exhaustive les méthodes et moyens d'application en fonction des scénarios d'application spécifiques, et ainsi de mettre en évidence les indicateurs de performance des composants électroniques.
