Toplotno upravljanje nosljivih naprav, kot je VR/AR
Zabavna elektronika se nanaša na elektronske izdelke, zasnovane za potrošniške aplikacije, ki so tesno povezane z življenjem, delom in zabavo. Pojav potrošniških elektronskih izdelkov je velika sprememba v vsakdanjem življenju, ki močno izboljša udobje in kakovost življenja potrošnikov ter postane nepogrešljiva sestavina njihovega vsakdana.
Na podlagi ponavljajočega se razvoja tehnologije izdelave zabavne elektronike in popularizacije mobilnih internetnih aplikacij se baza uporabnikov izdelkov zabavne elektronike še naprej širi. Čeprav tradicionalni trg potrošniške elektronike, ki ga predstavljajo pametni telefoni, tablični računalniki in prenosni računalniki, postaja vse bolj nasičen in raste počasneje, se kot nastajajoča veja potrošniške elektronike inteligentni nosljivi elektronski izdelki, ki jih predstavlja VR/AR, še vedno nenehno razvijajo.
Celotna struktura industrijske verige inteligentnih nosljivih izdelkov in potrošniške elektronike je v bistvu dosledna: navzgor je proizvodnja surovin in komponent; Srednji proizvajalci; Nižje so nosljive naprave. Med njimi sta proizvodnja srednjih strukturnih komponent in proizvodnja nadaljnjih optičnih modulov ključ do inteligentnih nosljivih izdelkov z visoko tehnološko vsebino in znatnimi kapitalskimi naložbami. Hkrati so tudi najbolj ostra konkurenčna in tvegana območja v mednarodni konkurenci. Hkrati so bile z nenehnim razvojem inteligentnih nosljivih izdelkov postavljene višje zahteve glede učinkovitosti odvajanja toplote strukturnih komponent.
Glede na različne principe delovanja lahko materiale za upravljanje toplote razdelimo na dve vrsti: aktivne (aktivne) in pasivne (pasivne). Komponente aktivnega hlajenja na splošno uporabljajo princip toplotne konvekcije za prisilno odvajanje toplote iz grelnih naprav, kot so ventilatorji, tekočinske črpalke pri hlajenju s tekočino in kompresorji pri hlajenju s faznim spreminjanjem. Značilnost komponent aktivnega hlajenja hladilnika je visoka učinkovitost, vendar zahteva pomoč drugih virov energije. Pasivno odvajanje toplote na splošno prevzame princip toplotne prevodnosti ali sevanja, pri čemer se za hlajenje v glavnem opira na grelne elemente ali rebra. Tanka in lahka potrošniška elektronika, kot so mobilni terminali in tablični računalniki, se na splošno uporablja zaradi notranjih prostorskih omejitev. Metoda pasivnega odvajanja toplote vključuje grafitni film za odvajanje toplote, grafenski film, toplotno cev in namakalno ploščo. Za učinkovito prevajanje toplote je pogosto potrebna uporaba materialov za toplotni vmesnik med grelnimi in hladilnimi napravami, kot so kovinski spajkalni sloji, toplotno prevodni silikon, toplotno prevodna pasta itd.
V praktičnih scenarijih uporabe je treba materiale in naprave za upravljanje toplote pogosto kombinirati za uporabo. Če za primer vzamemo napajalne naprave IGBT, ki se pogosto uporabljajo v novih energetskih vozilih, pot prenosa toplote čipa navzven vključuje plast za varjenje čipa (kovina), plast keramičnega vezja DCB/AMB (vključno s plastjo keramične podlage in plastjo bakrene prevleke) , sistemski varilni sloj (kovina), kovinski substrat, vmesni material (toplotno prevodna silikonska mast) in hladilnik. Nazadnje, hladilno telo in zrak izvajata konvektivni in radiacijski prenos toplote, v celotnem procesu prevajanja pa obstaja toplotni upor. Toplotni upor je glavni dejavnik, ki vpliva na odvajanje toplote močnostnih modulov IGBT.
Za povečanje učinka odvajanja toplote je najpomembnejša metoda zmanjšanje toplotne odpornosti. Z nenehnim izboljševanjem zmogljivosti čipov, miniaturizacijo naprav in zahtevami po lahki teži se nenehno povečujejo tudi zahteve industrije za načrtovanje toplotnega upravljanja. Raziskovalci toplotnega upravljanja morajo prožno uporabljati metode aktivnega pasivnega toplotnega upravljanja, kot tudi razporediti in kombinirati podlage, toplotne odvode in vmesnike toplotnih materialov. Na primer, module IGBT je mogoče kombinirati s ploščami za namakanje, termoelektričnimi moduli in celo moduli za hlajenje s tekočino, da se doseže boljše odvajanje toplote.
