高密度電子デバイス冷却

産業機器の冷却技術は、実は高密度に組み立てられた電子機器の冷却技術でもあります。 電気による放熱の原理です。 産業機器の稼働中に温度が高すぎる場合、性能を低下させて機器自体を維持し、保護する必要があります。 産業技術の発展に伴い、産業オートメーション組立の密度はますます近くなってきています。 これは、生産工程において、生産動作に伴って装置の温度が上昇することを示しています。 温度上昇に対する対策を講じないと、時間の経過とともに電子機器が損傷する可能性があります。 高密度に組み立てられた電子機器の冷却技術は、機器を適時に冷却することができ、機器のスムーズな動作を保証するだけでなく、機器の耐用年数を延長することもできます。 電子機器の設計段階では、電子機器の特性や発熱体の種類、発熱量、使用環境などを総合的に解析し、どの冷却モードを採用するかを決定します。

電子機器は製造中および動作中に熱を発生します。 私たちの主な目標は、機器から発生する熱をいかに低減し、その熱を適時に放散する冷却技術を実現するかです。 その目標は、電子機器内のすべてのコンポーネントの温度を制御し、電子機器が特定の環境下で最大許容動作温度を超えないようにして、安定した効率的な動作を維持することです。 高密度に実装された電子機器チップの高密度化、熱の集中、劣悪な作業環境に加え、コンポーネントのコストや選択などの要因の影響により、多くの産業用機器は過酷な環境で使用されるため、冷却システムもそれは単純であるため、今日の冷却技術が直面する問題はより深刻です。

高密度実装電子機器の冷却技術：

サイドウォール液体冷却テクノロジー。サイドウォール液体冷却テクノロジーは、電子機器の高密度実装のためにキャビネットの側壁に液体冷却チャネルを設計します。 同時に、反対側の側壁には冷媒が満たされ、熱交換によりキャビネット側壁の温度を低温に保ちます。 電子機器チップから発生した熱は、内部のモジュール構造シェルを通って側壁に伝わります。 側壁内の冷媒が熱を吸収し、電子機器の外部に熱を排出します。 その動作原理を図に示します。 クーラントには水、No.65クーラント、灯油などが一般的で、流動性が良く比熱容量が大きいです。 流動プロセス中に、電子機器のキャビネットの側壁から大量の熱を吸収し、電子機器から熱を排出して、電子機器に良好な作業環境を提供します。

液体冷却技術による。 液冷技術は、高密度実装電子機器モジュール構造のシェルに液冷チャネルを設計し、シェルに冷媒を流し、熱交換器を通じてモジュール構造のシェルを低温に保ちます。 電子機器チップから発生した熱は、インターフェース材を介してモジュール構造シェルに伝わり、放熱シェルを通って冷媒に伝わります。 冷媒は熱を吸収し、電子機器の外部に熱を排出します。 冷却剤は通常、側壁液体冷却と同じ材料で作られています。 液体が通過する過程で、モジュール構造のシェルから大量の熱を吸収し、電子機器から熱を排出することができ、チップに良好な動作環境を提供します。 側壁液体冷却技術と比較して、液体冷却技術を通じてより多くの熱を奪うことができます。

マイクロチャネル冷却技術。 一般に等価直径が1mmを超える流路を通常流路、等価直径が1mm未満の流路をマイクロ流路と呼びます。 通常の流路と比較して、マイクロ流路の最大の利点は、熱交換面積が大きく、熱交換効率が高いことです。 マイクロチャネル冷却技術は、高密度に組み立てられた電子機器モジュールの集中加熱領域において、従来の流体チャネルをマイクロチャネルに設計することにより、局所消費電力が高いチップの放熱問題を解決できます。

相変化冷却技術。 相変化材料は固体状態から液体、さらには気体状態に溶ける過程で大量の熱を吸収するという原理に基づいて、高密度に実装された電子機器のチップ温度の上昇を一定時間内に遅らせることができます。電子機器が一定時間内に正常に動作できること。 相変化材料は一般に、高融点潜熱、高比熱容量、高熱伝導率、無腐食という特性を備えています。

高熱伝導率かつ低熱抵抗の界面材料。高熱伝導率かつ低熱抵抗の界面材料は主にシリコーングリース、シリカゲル、相変化材料、相変化金属などで構成されています。これらの材料は熱伝導率が高く、非常に柔らかいです。 。 したがって、この材料をコンポーネントとコールドプレートの間に設置すると、高性能電子機器の熱伝導率を効果的に向上させ、熱抵抗を低減し、電子機器の正常な動作を確保できます。

高密度電子機器は、動作中に適時に冷却する必要があります。 局所的なホットスポットは、熱消費を削減し、効果的な熱放散方法を選択することで制御できます。 放熱モードの設計では、機器の正常な動作を確保するために、機器の特性に応じてさまざまな冷却モードを採用する必要があります。 同時に、高熱伝導率で低熱抵抗の界面材料を追加することで経路の熱抵抗を低減し、電子機器の高度で信頼性の高い動作を保証し、耐用年数を延ばし、運用コストを削減します。