الإدارة الحرارية للأجهزة القابلة للارتداء مثل VR/AR
تشير الإلكترونيات الاستهلاكية إلى المنتجات الإلكترونية المصممة حول تطبيقات المستهلك والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالحياة والعمل والترفيه. يعد ظهور المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية تحولًا هائلاً في الحياة اليومية، مما يحسن بشكل كبير من راحة وجودة حياة المستهلكين ويصبح عنصرًا لا غنى عنه في حياتهم اليومية.
استنادًا إلى التطوير المتكرر لتكنولوجيا تصنيع الإلكترونيات الاستهلاكية ونشر تطبيقات الإنترنت عبر الهاتف المحمول، تستمر قاعدة مستخدمي المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية في التوسع. في الوقت الحالي، على الرغم من أن سوق الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية التقليدية المتمثلة في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة أصبح مشبعًا بشكل متزايد وينمو بوتيرة أبطأ، كفرع ناشئ من الإلكترونيات الاستهلاكية، فإن المنتجات الإلكترونية الذكية القابلة للارتداء المتمثلة في الواقع الافتراضي/الواقع المعزز لا تزال تتطور باستمرار.
إن هيكل السلسلة الصناعية الشاملة للمنتجات الذكية القابلة للارتداء والإلكترونيات الاستهلاكية متسق بشكل أساسي: المنبع هو إنتاج المواد الخام والمكونات؛ الشركات المصنعة في منتصف الطريق. المصب هي الأجهزة التي يمكن ارتداؤها. ومن بينها، يعد تصنيع المكونات الهيكلية المتوسطة وإنتاج الوحدات الضوئية النهائية مفتاح المنتجات الذكية القابلة للارتداء، ذات المحتوى التكنولوجي العالي واستثمارات رأس المال الكبيرة. وفي الوقت نفسه، فهي أيضًا المناطق الأكثر تنافسية والأكثر خطورة في المنافسة الدولية. وفي الوقت نفسه، مع التطوير المستمر للمنتجات الذكية القابلة للارتداء، تم طرح متطلبات أعلى لأداء تبديد الحرارة للمكونات الهيكلية.
وفقًا لمبادئ العمل المختلفة، يمكن تقسيم مواد الإدارة الحرارية إلى نوعين: نشط (نشط) وسلبي (سلبي). تستخدم مكونات التبريد النشطة عمومًا مبدأ الحمل الحراري لتبديد الحرارة بالقوة من أجهزة التسخين، مثل المراوح، ومضخات Liauid في التبريد السائل، والضواغط في التبريد المتغير الطور. إن ما يميز مكونات المبدد الحراري للتبريد النشط هو الكفاءة العالية، ولكنه يتطلب مساعدة مصادر الطاقة الأخرى. يعتمد تبديد الحرارة السلبي عمومًا على مبدأ التوصيل الحراري أو الإشعاع، ويعتمد بشكل أساسي على عناصر التسخين أو الزعانف للتبريد. يتم اعتماد الإلكترونيات الاستهلاكية الرقيقة وخفيفة الوزن مثل المحطات الطرفية المتنقلة والأجهزة اللوحية بشكل عام بسبب القيود المكانية الداخلية. تشتمل طريقة تبديد الحرارة السلبية على فيلم تبديد حرارة الجرافيت وفيلم الجرافين وأنابيب الحرارة ولوحة النقع. لتوصيل الحرارة بشكل فعال، غالبًا ما يكون استخدام مواد الواجهة الحرارية بين أجهزة التدفئة والتبريد مطلوبًا، مثل طبقات النحاس المعدنية، والسيليكون الموصل للحرارة، والمعجون الموصل للحرارة، وما إلى ذلك.
في سيناريوهات التطبيق العملي، غالبًا ما يلزم الجمع بين مواد وأجهزة الإدارة الحرارية للاستخدام. بأخذ أجهزة الطاقة IGBT المستخدمة على نطاق واسع في مركبات الطاقة الجديدة كمثال، فإن مسار نقل الحرارة للرقاقة إلى الخارج يشمل طبقة لحام الرقاقة (المعدن)، وطبقة لوحة الدائرة الخزفية DCB/AMB (بما في ذلك طبقة الركيزة الخزفية وطبقة طلاء النحاس) ، طبقة لحام النظام (معدن)، ركيزة معدنية، مادة الواجهة (شحم السيليكون الموصل الحراري)، والمشتت الحراري. أخيرًا، يقوم المشتت الحراري والهواء بإجراء نقل الحرارة الحراري والإشعاعي، وهناك مقاومة حرارية طوال عملية التوصيل بأكملها، والمقاومة الحرارية هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على تبديد الحرارة لوحدات طاقة IGBT.
لتعزيز تأثير تبديد الحرارة، يعد تقليل المقاومة الحرارية الطريقة الأكثر أهمية. ومع التحسين المستمر لأداء الرقائق، وتصغير الأجهزة، ومتطلبات الوزن الخفيف، تتزايد أيضًا متطلبات الصناعة لتصميم الإدارة الحرارية باستمرار. يحتاج الباحثون في الإدارة الحرارية إلى تطبيق أساليب الإدارة الحرارية السلبية النشطة بمرونة، بالإضافة إلى ترتيب ودمج الركائز والمشتتات الحرارية والمواد الحرارية البينية. على سبيل المثال، يمكن دمج وحدات IGBT مع ألواح النقع، والوحدات الكهروحرارية، وحتى وحدات التبريد السائلة لتحقيق تبديد أفضل للحرارة.
