วิธีระบายความร้อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความหนาแน่นสูง

บทนำของเทคโนโลยีการทำความเย็นโดยย่อ:

เทคโนโลยีการระบายความร้อนของอุปกรณ์อุตสาหกรรมเป็นเทคโนโลยีการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบเข้าด้วยกันอย่างหนาแน่น เป็นหลักการของการกระจายความร้อนด้วยไฟฟ้า เมื่ออุณหภูมิสูงเกินไปในระหว่างที่อุปกรณ์อุตสาหกรรมทำงาน จำเป็นต้องบำรุงรักษาและป้องกันตัวเองโดยลดประสิทธิภาพลง ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรม ความหนาแน่นของการประกอบระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมได้ใกล้ชิดมากขึ้น นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าในกระบวนการผลิต อุณหภูมิของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นพร้อมกับการดำเนินการผลิต หากไม่มีมาตรการสำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทันเวลา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะเสียหายเมื่อเวลาผ่านไป เทคโนโลยีการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบอย่างหนาแน่นสามารถทำให้อุปกรณ์เย็นลงได้ทันเวลา ซึ่งไม่เพียงช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่ราบรื่นของอุปกรณ์ แต่ยังยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อีกด้วย ในขั้นตอนการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เราสามารถทำการวิเคราะห์อย่างครอบคลุมตามลักษณะของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และประเภทขององค์ประกอบความร้อน ค่าความร้อน สภาพแวดล้อมในการทำงาน และปัจจัยอื่นๆ และกำหนดโหมดการทำความเย็นที่จะใช้

ปัญหาเทคโนโลยีระบายความร้อน:

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะเกิดความร้อนระหว่างการผลิตและการทำงาน เป้าหมายหลักของเราคือวิธีลดความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์และเทคโนโลยีการทำความเย็นเพื่อกระจายความร้อนให้ทันเวลา เป้าหมายคือการควบคุมอุณหภูมิของส่วนประกอบทั้งหมดภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต้องไม่เกินอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่อนุญาตในสภาพแวดล้อมเฉพาะ และรักษาการทำงานที่เสถียรและมีประสิทธิภาพ เนื่องจากความหนาแน่นสูงของชิปอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบกันหนาแน่น ความร้อนเข้มข้น สภาพแวดล้อมการทำงานที่ไม่ดี ประกอบกับอิทธิพลของปัจจัยต่างๆ เช่น ต้นทุนส่วนประกอบและการเลือก อุปกรณ์อุตสาหกรรมจำนวนมากจึงถูกใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ดังนั้นระบบระบายความร้อนจึงกลายเป็น ง่ายดังนั้นปัญหาที่ต้องเผชิญกับเทคโนโลยีการทำความเย็นในปัจจุบันจึงรุนแรงขึ้น

เทคโนโลยีการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประกอบความหนาแน่นสูง:

เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ผนังด้านข้างเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ผนังด้านข้างออกแบบช่องระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ผนังด้านข้างของตู้เพื่อการประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นสูง ในเวลาเดียวกัน ผนังด้านตรงข้ามจะเติมสารหล่อเย็นเพื่อรักษาอุณหภูมิต่ำที่ผนังด้านข้างของตู้ผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อน ความร้อนที่เกิดจากชิปอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะถูกส่งไปยังผนังด้านข้างผ่านเปลือกโครงสร้างโมดูลภายใน น้ำหล่อเย็นภายในผนังด้านข้างจะดูดซับความร้อนและนำความร้อนออกไปยังภายนอกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หลักการทำงานของมันแสดงอยู่ในรูป สารหล่อเย็นโดยทั่วไปคือน้ำ สารหล่อเย็นเบอร์ 65 น้ำมันก๊าด ฯลฯ วัสดุเหล่านี้มีการไหลได้ดีและมีความจุความร้อนจำเพาะสูง ในระหว่างกระบวนการไหล พวกเขาสามารถดูดซับความร้อนจำนวนมากจากผนังด้านข้างของตู้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และนำความร้อนออกจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้สภาพแวดล้อมการทำงานที่ดีสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ด้วยเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว ด้วยเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยของเหลวคือการออกแบบช่องระบายความร้อนด้วยของเหลวเข้าไปในเปลือกของโครงสร้างโมดูลอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นสูง ส่งผ่านสารหล่อเย็นไปยังเปลือก และเก็บเปลือกของโครงสร้างโมดูลไว้ที่อุณหภูมิต่ำผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ความร้อนที่เกิดจากชิปอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะถูกส่งไปยังเปลือกโครงสร้างโมดูลผ่านวัสดุเชื่อมต่อ จากนั้นส่งไปยังสารหล่อเย็นผ่านเปลือกกระจายความร้อน สารหล่อเย็นจะดูดซับความร้อนและนำความร้อนออกสู่ภายนอกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สารหล่อเย็นโดยทั่วไปทำจากวัสดุชนิดเดียวกับการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ผนังด้านข้าง ในกระบวนการส่งผ่านของเหลว สามารถดูดซับความร้อนจำนวนมากจากเปลือกของโครงสร้างโมดูลและนำความร้อนออกจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้สภาพแวดล้อมการทำงานที่ดีสำหรับชิป เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ผนังด้านข้าง เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถระบายความร้อนได้มากกว่า

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยไมโครแชนเนล โดยทั่วไป ช่องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเทียบเท่ามากกว่า 1 มม. เรียกว่าช่องธรรมดา และช่องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเทียบเท่าน้อยกว่า 1 มม. เรียกว่าช่องไมโคร เมื่อเทียบกับช่องธรรมดา ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดของช่องไมโครคือ: พื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนขนาดใหญ่และประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนสูง เทคโนโลยีการระบายความร้อนแบบไมโครแชนเนลสามารถแก้ปัญหาการกระจายความร้อนของชิปที่มีการใช้พลังงานสูงในพื้นที่ โดยการออกแบบช่องของไหลแบบดั้งเดิมให้เป็นไมโครแชนเนลในพื้นที่ที่มีการให้ความร้อนเข้มข้นของโมดูลอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบกันหนาแน่นสูง

เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบเปลี่ยนเฟส ตามหลักการที่ว่าวัสดุเปลี่ยนเฟสดูดซับความร้อนจำนวนมากในกระบวนการหลอมละลายจากสถานะของแข็งเป็นของเหลวหรือแม้แต่สถานะก๊าซ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิชิปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบกันหนาแน่นสูงอาจล่าช้าได้ภายในระยะเวลาหนึ่ง ดังนั้น ให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถทำงานได้ตามปกติภายในระยะเวลาหนึ่ง วัสดุเปลี่ยนเฟสโดยทั่วไปมีคุณลักษณะของความร้อนแฝงที่หลอมละลายสูง ความจุความร้อนจำเพาะสูง การนำความร้อนสูง และไม่ผุกร่อน

วัสดุเชื่อมต่อที่มีค่าการนำความร้อนสูงและความต้านทานความร้อนต่ำ วัสดุเชื่อมต่อที่มีค่าการนำความร้อนสูงและความต้านทานความร้อนต่ำส่วนใหญ่ประกอบด้วยจาระบีซิลิโคน ซิลิกาเจล วัสดุเปลี่ยนเฟส โลหะเปลี่ยนเฟส ฯลฯ วัสดุเหล่านี้มีการนำความร้อนสูงและอ่อนมาก . ดังนั้น การติดตั้งวัสดุนี้ระหว่างส่วนประกอบและแผ่นเย็นสามารถปรับปรุงการนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สูง เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานปกติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นสูงจะต้องระบายความร้อนให้ทันเวลาระหว่างการทำงาน สามารถควบคุมจุดร้อนในพื้นที่ได้โดยลดการใช้ความร้อนและเลือกวิธีการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ในการออกแบบโหมดการระบายความร้อน จะต้องนำโหมดการระบายความร้อนที่แตกต่างกันมาใช้ตามลักษณะของอุปกรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้ตามปกติ ในเวลาเดียวกัน ความต้านทานความร้อนของเส้นทางสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มการนำความร้อนสูงและวัสดุเชื่อมต่อที่ต้านทานความร้อนต่ำ เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานสูงและเชื่อถือได้ ยืดอายุการใช้งานและลดต้นทุนการดำเนินงาน