Għażla tar-radjatur u bażi ta 'applikazzjoni
Il-biċċa l-kbira tal-komponenti elettroniċi, speċjalment il-mikroproċessuri u l-mikrokontrolluri, komplew jiżdiedu fid-densità termali minħabba t-tnaqqis kontinwu fid-daqs. Minħabba li l-istennija tal-ħajja, l-affidabbiltà u l-prestazzjoni huma inversament proporzjonali għat-temperatura operattiva tal-apparat, ir-riżultat ta 'din l-evoluzzjoni huwa li d-disinn u l-ġestjoni termali saru kwistjoni ewlenija tad-disinn. Għalhekk, hija r-responsabbiltà tad-disinjatur'li jkollu fehim ċar ta 'ġestjoni termali effettiva u soluzzjonijiet disponibbli tas-sink tas-sħana sabiex iżżomm it-temperatura operattiva tat-tagħmir fil-medda stabbilita mill-fornitur.
Il-prinċipju tax-xogħol tar-radjatur huwa li tiżdied l-erja tal-wiċċ tal-apparat espost għall-likwidu li jkessaħ (arja). Jekk ir-radjatur ikun installat sew, jista 'jnaqqas it-temperatura tat-tagħmir billi jtejjeb it-trasferiment tas-sħana tul il-konfini tal-arja solida għall-arja ambjentali li tkessaħ.
1. Ċirkwit termali
Il-qawwa f'ċirkwit integrat (IC) hija mxerrda fil-forma ta 'sħana mill-junction transistor attiva, u t-temperatura tal-junction hija proporzjonali għall-qawwa mxerrda. Il-manifattur jispeċifika t-temperatura massima tal-junction, iżda ġeneralment hija ta 'madwar 150 °C. Li taqbeż din it-temperatura tal-junction ġeneralment tikkawża ħsara lill-apparat, għalhekk id-disinjatur għandu jsib modi biex jittrasferixxi kemm jista 'jkun sħana mill-IC. Biex jagħmlu dan, jistgħu jiddependu fuq mudell pjuttost sempliċi biex ikejjel il-fluss tas-sħana. Dan il-mudell huwa simili għall-kalkolu elettriku tal-liġi ta 'Ohm', ibbażata fuq il-kunċett ta' reżistenza termali, bis-simbolu θ (Figura 1).
fi:
θ hija r-reżistenza termali madwar il-barriera termali f'℃/W.
∆T hija d-differenza fit-temperatura madwar il-barriera termali f'℃.
P hija l-qawwa mxerrda min-nodu, f'watts.
Mit-tqassim fiżiku tal-IC u s-sink tas-sħana, hemm ħafna interfaces termali. L-ewwel huwa bejn il-junction u l-każ tal-IC u huwa rappreżentat mir-reżistenza termali θjc.
Is-sink tas-sħana huwa marbut mal-IC bl-użu ta 'materjal ta' interface termali (TIM) bħal pejst termali jew tejp termali biex ittejjeb il-konduttività termali bejn iż-żewġ apparati. Dan is-saff konduttiv termali ġeneralment ikollu reżistenza termali baxxa ħafna, li hija parti mir-reżistenza termali mill-qoxra sas-sink tas-sħana, espressa minn θcs. L-aħħar livell huwa l-interface bejn ir-radjatur u l-ambjent tal-madwar, indikat b'θsa.
Ir-reżistenza termali hija bħal resistors f'ċirkwiti elettroniċi, li huma konnessi f'serje. Is-somma tar-reżistenzi termali kollha hija r-reżistenza termali totali mill-junction għall-arja ambjentali.
Ġeneralment, il-bejjiegħa tal-IC se jispeċifikaw b'mod impliċitu jew espliċitu r-reżistenza termali minn junction għal każ. Din l-ispeċifikazzjoni tista 'tiġi pprovduta fil-forma ta' temperatura massima tal-każ, li telimina wieħed mill-elementi ta 'reżistenza termali. Id-disinjatur tal-applikazzjoni IC m'għandu l-ebda kontroll fuq il-karatteristiċi tar-reżistenza termali tal-junction mal-każ. Madankollu, id-disinjatur jista 'jagħżel il-karatteristiċi tat-TIM u tas-sink tas-sħana biex jiksaħ kompletament l-IC u jżomm it-temperatura tal-junction taħt it-temperatura massima speċifikata.B'mod ġenerali, iktar ma tkun żgħira r-reżistenza termali tat-TIM u s-sink tas-sħana, iktar tkun baxxa t-temperatura tal-każ tal-IC'i biex jitkessaħ.
2 Eżempju tal-għażla tar-radjatur
Is-sinkijiet tas-sħana tas-serje BG ipprovduti minn Ohmite huma ddisinjati għall-użu f'unità ta 'proċessar ċentrali (CPU) ta' ball grid array (BGA) jew ball grid array tal-plastik (PGBA), unità ta 'proċessar tal-grafika (GPU) jew proċessuri simili b'sottostrat ta' pakkett kwadru (Figura 2).
Hemm 10 tipi ta 'disinji tas-sink tas-sħana f'din is-serje, b'sottostrati li jaqblu ma' konfigurazzjonijiet IC komuni, li jvarjaw fid-daqs minn 15 × 15 millimetri (mm) sa 45 × 45 mm, u żoni tal-pinen li jvarjaw minn 2,060 sa 10,893 mm2 (Tabella 1). Dawn is-sinkijiet tas-sħana konformi mar-RoHS huma magħmula minn liga tal-aluminju 6063-T5 anodizzat iswed.
Rimarki ta' konklużjoni
Mill-perspettiva tad-dissipazzjoni tas-sħana, l-għażla ta 'radjatur hija relattivament sempliċi. Kif imsemmi hawn fuq, is-sink tas-sħana tas-serje Ohmite BG jipprovdi soluzzjoni fattibbli għall-problema tat-tkessiħ tal-ICs f'pakketti BGA.
