ويؤدي نقل الحرارة دورا حيويا في الإدارة الحرارية للأجهزة الإلكترونية، وتؤمن الحسابات المناسبة والاعتبارات التصميمية تشغيل الأجهزة في حدود درجات الحرارة الآمنة، مما يحول دون التسخين المفرط والفشل.

أساسيات نقل الحرارة السلوكية

يتم نقل الحرارة عندما تنتقل الحرارة من خلال مادة صلبة بسبب اختلافات في درجات الحرارة، ويحكمها قانون (فورييه) الذي يتصل بتدفق الحرارة إلى درجة الحرارة العالية ودرجة الحرارة الحرارية

والصيغة الأساسية لسلوك الحرارة هي:

Q = -kA(dT/dx] ]

Where Q] is the heat transfer rate, k] is thermal conductivity, A] is the cross-sectional area, and dT/dx

حسابات المكونات الإلكترونية

ولتحديد نقل الحرارة في الأجهزة الإلكترونية، يقوم المهندسون بحساب المقاومة الحرارية للمواد والواجهات البينية، ويؤثر المقاومة الحرارية الكلية على ارتفاع درجة الحرارة في المكونات.

ويحسب الفرق في درجة الحرارة عبر المواد على أنه:

adT = Q × R]th]

حيث R ]th] هو المقاومة الحرارية، التي تعتمد على سميك المواد والسلوك الحراري:

R]th] = d/ (k × A)]

اعتبارات التصميم

وتشمل الإدارة الحرارية الفعالة اختيار المواد ذات القدرة العالية على السير الحراري، والتنسيب الأمثل للعناصر، وضمان الاتصال الحراري الجيد، ويمكن لاستخدام مصارف الحرارة ومواد الوصل الحراري أن يحسن من التشت الحراري.

وينبغي للمصممين أن يقيّموا المقاومة الحرارية لكل عنصر وأن يتفاعلوا معاً لمنع ارتفاع درجة الحرارة المفرطة، وتساعد الحسابات السليمة في اختيار حلول ومواد مناسبة للتبريد.

المواد المشتركة وطرائقها

  • Copper:] 400 W/m K
  • Aluminum:] 237 W/m·K
  • Thermal Grease:] 0.5-1 W/m K
  • Plass:] 0.2 W/m ·K