Beberapa metode pembuangan panas yang efisien
Performa produk elektronik menjadi semakin bertenaga, sementara integrasi dan kepadatan perakitan terus meningkat, sehingga menyebabkan peningkatan tajam dalam konsumsi daya pengoperasian dan pembangkitan panas. Kegagalan material yang disebabkan oleh konsentrasi panas pada komponen elektronik menyumbang sebagian besar tingkat kegagalan total, dan teknologi manajemen termal merupakan faktor kunci yang dipertimbangkan dalam produk elektronik. Dalam hal ini, kontrol termal komponen elektronik perlu diperkuat.
Efisiennya pembuangan panas komponen elektronik dipengaruhi oleh prinsip perpindahan panas dan mekanika fluida. Pembuangan panas komponen listrik bertujuan untuk mengontrol suhu pengoperasian perangkat elektronik, sehingga memastikan suhu dan keselamatan kerja, terutama melibatkan berbagai aspek seperti pembuangan panas dan material. Saat ini, pembuangan panas komponen elektronik terutama mencakup metode alami, paksa, cair, pendinginan, pengalihan, isolasi termal, dan metode lainnya.
Teknologi pendinginan terutama mengacu pada cara, metode, dan teknik desain termal eksternal, yang melibatkan berbagai aspek seperti pembuangan panas atau metode pendinginan, bahan, dll. yang terkait dengan perpindahan panas. Menurut metode konduksi dan konveksi panas yang berbeda, produk radiator dapat dibagi menjadi mode aktif dan pasif.
Pendinginan alami adalah metode pendinginan aktif yang umum digunakan, yang memanfaatkan bahan dengan konduktivitas termal yang tinggi (terutama profil) untuk menghilangkan panas dan membuangnya ke udara. Dengan tidak adanya persyaratan kecepatan angin tertentu, heat sink konveksi alami yang digunakan adalah pelat aluminium tembaga, ekstrusi aluminium, pengecoran paduan untuk mencapai pendinginan produk. Metode pendinginan alami terutama diterapkan pada komponen elektronik dengan persyaratan kontrol suhu rendah, peralatan berdaya rendah, dan komponen dengan kerapatan fluks panas yang relatif rendah untuk pemanasan perangkat.
Metode pendinginan udara paksa adalah suatu cara untuk mempercepat aliran udara di sekitar komponen elektronik dan menghilangkan panas melalui kipas angin dan sarana lainnya. Pendinginan Force Air juga merupakan teknologi pembuangan panas yang umum, yang pembuatannya relatif sederhana, memiliki keunggulan harga yang relatif murah, dan pemasangan yang sederhana. Cara ini dapat diterapkan pada komponen elektronik jika ruangannya cukup luas untuk aliran udara atau jika dipasang fasilitas pembuangan panas. Dalam praktiknya, meningkatkan total luas pembuangan panas secara tepat dan menghasilkan koefisien perpindahan panas konvektif yang relatif besar pada permukaan pembuangan panas adalah cara utama untuk meningkatkan kemampuan perpindahan panas konvektif ini.
Penerapan pendingin cair pada komponen elektronika merupakan metode pendinginan berbasis chip dan komponen chip. Pendinginan cair dapat dibagi menjadi dua metode: pendinginan langsung dan pendinginan tidak langsung. Metode pendinginan cair tidak langsung mengacu pada penggunaan cairan pendingin yang tidak bersentuhan langsung dengan komponen elektronik, melainkan mentransfer panas antar komponen pemanas melalui sistem media perantara menggunakan perangkat tambahan seperti modul cair, modul konduktivitas termal, cairan semprot. modul, dan substrat cair.
Metode pendinginan cairan langsung, juga dikenal sebagai metode pendinginan perendaman, adalah dengan mengontakkan cairan secara langsung dengan komponen elektronik terkait, menghilangkan panas melalui cairan pendingin, dan terutama menerapkannya pada perangkat dengan kepadatan volume konsumsi panas yang relatif tinggi atau di lingkungan bersuhu tinggi.
Dengan menggunakan pendinginan semikonduktor untuk menghilangkan panas atau mendinginkan beberapa komponen elektronik konvensional, disebut juga pendinginan termoelektrik, metode ini memanfaatkan efek Peltier dari bahan semikonduktor itu sendiri untuk memungkinkan arus searah melewati bahan semikonduktor yang berbeda dan membentuk termokopel secara seri. Pada titik ini, panas diserap dan dilepaskan di kedua ujung termokopel untuk mencapai efek pendinginan. Ini memiliki keunggulan ukuran perangkat yang kecil, pemasangan yang mudah, kualitas yang baik, dan pembongkaran yang mudah.
Isolasi termal mengacu pada penggunaan teknologi isolasi untuk menghilangkan panas dan mendinginkan komponen elektronik. Hal ini terutama dibagi menjadi dua bentuk: isolasi vakum dan isolasi non-vakum. Dalam pengendalian suhu komponen elektronik, perawatan isolasi non-vakum terutama digunakan. Metode isolasi termal terutama mempengaruhi suhu komponen lokal, memperkuat kontrol, dan mencegah efek pemanasan komponen bersuhu tinggi dan benda terkait, sehingga memastikan keandalan seluruh komponen dan memperpanjang masa pakai peralatan. Dalam prakteknya, karena suhu secara langsung mempengaruhi kinerja perpindahan panas bahan isolasi, umumnya semakin tinggi suhu, semakin banyak bahan isolasi yang dibutuhkan.
Dalam proses pengembangan sirkuit terpadu, kepadatan dan kepadatan panas komponen elektronik terus meningkat, dan masalah termalnya secara bertahap menjadi lebih menonjol. Metode pendinginan berkualitas tinggi dapat memastikan indikator kinerja komponen elektronik. Dalam penerapan praktis, perlu untuk mempertimbangkan secara komprehensif daya pemanasan spesifik dan karakteristik komponen elektronik, dan menerapkan metode pendinginan yang berbeda secara wajar. Penting untuk memilih metode dan cara penerapan secara komprehensif berdasarkan skenario penerapan spesifik, dan dengan demikian menyoroti indikator kinerja komponen elektronik.
