วิธีการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพหลายวิธี
ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังมีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น ในขณะที่ความหนาแน่นของการบูรณาการและการประกอบเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้การใช้พลังงานในการทำงานและการสร้างความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความล้มเหลวของวัสดุที่เกิดจากความเข้มข้นของความร้อนในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เป็นสาเหตุส่วนใหญ่ของอัตราความล้มเหลวทั้งหมด และเทคโนโลยีการจัดการความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญในการพิจารณาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ จำเป็นต้องเสริมสร้างการควบคุมความร้อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในเรื่องนี้
การกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้รับอิทธิพลจากหลักการถ่ายเทความร้อนและกลศาสตร์ของไหล การกระจายความร้อนของส่วนประกอบไฟฟ้าคือการควบคุมอุณหภูมิการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นจึงรับประกันอุณหภูมิในการทำงานและความปลอดภัย โดยส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับแง่มุมต่างๆ เช่น การกระจายความร้อนและวัสดุ ปัจจุบันการกระจายความร้อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยวิธีธรรมชาติ การบังคับ ของเหลว การทำความเย็น การผัน การแยกความร้อน และวิธีการอื่น ๆ
เทคโนโลยีการทำความเย็นส่วนใหญ่หมายถึงวิธีการ วิธีการ และเทคนิคของการออกแบบระบายความร้อนภายนอก ที่เกี่ยวข้องกับแง่มุมต่างๆ เช่น การกระจายความร้อนหรือวิธีการทำความเย็น วัสดุ ฯลฯ ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทความร้อน ตามวิธีการต่าง ๆ ของการนำความร้อนและการพาความร้อน ผลิตภัณฑ์หม้อน้ำสามารถแบ่งออกเป็นโหมดแอคทีฟและพาสซีฟ
การทำความเย็นตามธรรมชาติเป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการทำความเย็นแบบแอคทีฟ ซึ่งใช้การนำความร้อนสูงของวัสดุ (ส่วนใหญ่เป็นโปรไฟล์) เพื่อขจัดความร้อนและกระจายไปในอากาศ ในกรณีที่ไม่มีข้อกำหนดความเร็วลมที่เฉพาะเจาะจง แผงระบายความร้อนแบบพาความร้อนตามธรรมชาติที่ใช้คือแผ่นอลูมิเนียมทองแดง การอัดขึ้นรูปอลูมิเนียม การหล่อโลหะผสมเพื่อให้ผลิตภัณฑ์เย็นลง วิธีการทำความเย็นตามธรรมชาติส่วนใหญ่จะใช้ในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีข้อกำหนดในการควบคุมอุณหภูมิต่ำ อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ และส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนค่อนข้างต่ำเพื่อให้ความร้อนแก่อุปกรณ์
วิธีการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับเป็นวิธีหนึ่งในการเร่งการไหลเวียนของอากาศรอบๆ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และระบายความร้อนผ่านพัดลมและวิธีการอื่นๆ การระบายความร้อนด้วย Force Air ยังเป็นเทคโนโลยีการกระจายความร้อนทั่วไปซึ่งค่อนข้างง่ายในการผลิต มีข้อดีคือราคาค่อนข้างต่ำ และติดตั้งง่าย วิธีการนี้สามารถนำไปใช้กับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้หากพื้นที่มีขนาดใหญ่เพียงพอสำหรับการไหลของอากาศ หรือหากมีการติดตั้งอุปกรณ์กระจายความร้อนบางส่วน ในทางปฏิบัติ การเพิ่มพื้นที่การกระจายความร้อนโดยรวมอย่างเหมาะสมและสร้างค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนที่ค่อนข้างสูงบนพื้นผิวการกระจายความร้อนเป็นวิธีหลักในการเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน
การใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เป็นวิธีการระบายความร้อนโดยใช้ชิปและส่วนประกอบของชิป การทำความเย็นด้วยของเหลวสามารถแบ่งได้เป็นสองวิธีหลักๆ คือ การทำความเย็นโดยตรง และการทำความเย็นโดยอ้อม วิธีการระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยอ้อมหมายถึงการใช้สารหล่อเย็นของเหลวที่ไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ แต่กลับถ่ายเทความร้อนระหว่างส่วนประกอบทำความร้อนผ่านระบบตัวกลางระดับกลางโดยใช้อุปกรณ์เสริม เช่น โมดูลของเหลว โมดูลการนำความร้อน ของเหลวสเปรย์ โมดูลและพื้นผิวของเหลว
วิธีการทำความเย็นด้วยของเหลวโดยตรงหรือที่เรียกว่าวิธีการทำความเย็นแบบจุ่ม คือการสัมผัสของเหลวกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องโดยตรง ระบายความร้อนผ่านสารหล่อเย็น และนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่มีความหนาแน่นของปริมาณการใช้ความร้อนค่อนข้างสูงหรือในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นหลัก
ด้วยการใช้การทำความเย็นแบบเซมิคอนดักเตอร์เพื่อกระจายความร้อนหรือทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปบางส่วนเย็นลง หรือที่เรียกว่าการทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก วิธีนี้ใช้เอฟเฟกต์ Peltier ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพื่อให้กระแสตรงไหลผ่านวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ต่างๆ และสร้างเทอร์โมคัปเปิลแบบอนุกรม ณ จุดนี้ ความร้อนจะถูกดูดซับและปล่อยออกมาที่ปลายทั้งสองของเทอร์โมคัปเปิลเพื่อให้เกิดความเย็น มีข้อดีคืออุปกรณ์มีขนาดเล็ก ติดตั้งง่าย มีคุณภาพดี และถอดแยกชิ้นส่วนได้ง่าย
การแยกความร้อนหมายถึงการใช้เทคโนโลยีฉนวนเพื่อกระจายความร้อนและความเย็นของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองรูปแบบ: ฉนวนสุญญากาศและฉนวนไม่สุญญากาศ ในการควบคุมอุณหภูมิของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนใหญ่จะใช้การรักษาฉนวนแบบไม่มีสุญญากาศ วิธีการแยกความร้อนส่วนใหญ่ส่งผลต่ออุณหภูมิของส่วนประกอบในท้องถิ่น เพิ่มความแข็งแกร่งในการควบคุม และป้องกันผลกระทบจากความร้อนของส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิสูงและวัตถุที่เกี่ยวข้อง จึงมั่นใจในความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบทั้งหมดและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ในทางปฏิบัติ เนื่องจากอุณหภูมิส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของวัสดุฉนวน โดยทั่วไปยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าใด วัสดุฉนวนก็ยิ่งมีความจำเป็นมากขึ้นเท่านั้น
ในกระบวนการพัฒนาวงจรรวม ความหนาแน่นและความหนาแน่นความร้อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และปัญหาด้านความร้อนของชิ้นส่วนเหล่านั้นก็ค่อยๆ โดดเด่นมากขึ้น วิธีการทำความเย็นคุณภาพสูงสามารถรับประกันตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ในการใช้งานจริง จำเป็นต้องพิจารณาพลังงานความร้อนจำเพาะและคุณลักษณะเฉพาะของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อย่างครอบคลุม และใช้วิธีการทำความเย็นที่แตกต่างกันอย่างสมเหตุสมผล จำเป็นต้องเลือกวิธีการใช้งานและวิธีการใช้งานอย่างครอบคลุมโดยอิงตามสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ และเน้นที่ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
