Bagaimana cara memilih unit pendingin?
Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, disipasi daya komponen mikroelektronika semakin meningkat dan ukuran paket semakin kecil. Oleh karena itu, manajemen termal menjadi semakin penting dalam desain produk elektronik.
Keandalan dan umur desain peralatan elektronik berbanding terbalik dengan suhu pengoperasian. Dari perspektif keandalan dan suhu pengoperasian perangkat semikonduktor silikon tipikal, menurunkan suhu pengoperasian akan meningkatkan keandalan dan umur desain perangkat secara eksponensial. Oleh karena itu, mengontrol suhu kerja peralatan secara efektif dalam batas adalah jaminan untuk operasi stabil jangka panjangnya.
Heat sink adalah perangkat yang meningkatkan perpindahan panas dari ujung panas ke ujung dingin. Umumnya, ujung panas adalah bagian atas perangkat yang menghasilkan panas, dan ujung dingin adalah udara di lingkungan sebagai media pembuangan panas. Pembahasan berikut mengasumsikan bahwa udara adalah media pendingin. Dalam kebanyakan kasus, perpindahan panas dari permukaan padat ke udara adalah hubungan yang paling tidak efisien di seluruh sistem perpindahan panas, dan permukaan kontak padat-gas juga merupakan tempat dengan hambatan termal terbesar. Unit pendingin mengurangi hambatan termal permukaan kontak uap padat dengan meningkatkan area kontak dengan media pendingin, yang memungkinkan perangkat mentransfer lebih banyak panas atau menurunkan suhu pengoperasian perangkat di bawah kenaikan suhu yang sama. Tujuan utama menggunakan unit pendingin adalah untuk membuat suhu pengoperasian perangkat lebih rendah dari indikator yang ditetapkan oleh pabrikan.
Siklus termal (terjemahan literal adalah judul ini, tetapi sebenarnya ini adalah metode jaringan tahan panas yang sering kita katakan, atau metode jaringan termal / metode jaringan listrik, selanjutnya disebut metode jaringan tahan panas) Sebelum membahas bagaimana memilih heat sink, agar pembaca yang belum terbiasa dengan konduksi panas cepat memahami topik pembahasan, terlebih dahulu dijelaskan terminologi yang terlibat dalam pembahasan berikut dan metode pembentukan jaringan tahan panas. Pengertian simbol dan istilah adalah sebagai berikut:
Q: Daya total atau laju pembangkitan panas (harus diterjemahkan sebagai daya yang dihamburkan), satuan W, mewakili laju panas yang dihasilkan oleh komponen elektronik selama operasi. Untuk memilih heat sink yang sesuai, nilai maksimum dari daya yang hilang biasanya digunakan.
Tj: Suhu sambungan (biasanya ini harus mengacu pada suhu sambungan, dan deskripsi dalam teks asli adalah suhu sambungan maksimum agar perangkat bekerja secara stabil), dalam °C.
Suhu sambungan maksimum yang diizinkan berkisar dari 115 °C untuk komponen mikroelektronik umum hingga 180 °C untuk beberapa perangkat kontrol suhu khusus. Di militer dan beberapa acara khusus, komponen dengan suhu operasi 65 ° C hingga 80 ° C jarang digunakan. (Teks asli tidak menunjukkan suhu pengoperasian, agar tidak menimbulkan kebingungan, terjemahannya direvisi secara khusus).
Tc: Suhu casing perangkat, dalam °C.
Karena suhu kotak terkait dengan titik uji yang dipilih pada cangkang paket (suhu permukaan paket komponen elektronik tidak seragam), ini biasanya mengacu pada titik suhu tertinggi pada cangkang paket.
Ts: Suhu unit pendingin, dalam °C.
Ini mengacu pada titik suhu tertinggi di mana heat sink dekat dengan perangkat (permukaan cangkang paket).
Ta: Suhu sekitar, dalam °C.
Melalui hubungan antara perbedaan suhu (teks asli adalah suhu) dan kecepatan perpindahan panas (teks asli adalah kecepatan disipasi panas), efisiensi perpindahan panas antara dua posisi struktur termal dapat dinyatakan secara kuantitatif oleh hambatan termal R. Pengertian hambatan R adalah sebagai berikut:
R=T/Q Dimana T adalah perbedaan suhu antara dua posisi. Satuan tahanan termal adalah °C/W, yang menunjukkan perbedaan suhu ketika satu laju perpindahan panas. Definisi resistansi termal agak mirip dengan resistansi Re yang didefinisikan oleh hukum Ohm' Re=V/I. Dimana V adalah beda potensial dan I adalah arus.
