VR/ARなどのウェアラブルデバイスの熱管理

家庭用電化製品とは、生活、仕事、娯楽に密接に関連する消費者向けアプリケーションを中心に設計された電子製品を指します。家庭用電化製品の出現は日常生活に大きな変革をもたらし、消費者の利便性と生活の質を大幅に向上させ、日常生活に欠かせない要素となっています。
家電製造技術の反復的な発展とモバイルインターネットアプリケーションの普及に基づいて、家電製品のユーザーベースは拡大し続けています。現在、スマートフォン、タブレット、ラップトップに代表される従来の家電製品市場は飽和しつつあり、成長ペースは鈍化していますが、家電製品の新興分野として、VR/ARに代表されるインテリジェントウェアラブルエレクトロニクス製品は依然として発展を続けています。

インテリジェント ウェアラブル製品と家庭用電化製品の全体的な産業チェーン構造は基本的に一貫しています。上流では原材料とコンポーネントの生産が行われます。中流メーカー。下流にはウェアラブルデバイスがあります。その中でも、中流の構造コンポーネントの製造と下流の光モジュールの製造は、高度な技術内容と多額の資本投資を伴うインテリジェントウェアラブル製品の鍵となります。同時に、国際競争において最も競争が激しく、リスクの高い地域でもあります。同時に、インテリジェントウェアラブル製品の継続的な開発に伴い、構造コンポーネントの放熱性能に対するより高い要件が求められています。

さまざまな動作原理に従って、熱管理材料はアクティブ（アクティブ）とパッシブ（受動的）の2つのタイプに分類できます。アクティブ冷却コンポーネントは一般に、熱対流の原理を使用して、ファン、液冷の液体ポンプ、相変化冷凍のコンプレッサーなどの加熱デバイスからの熱を強制的に放散します。アクティブ冷却ヒートシンク コンポーネントの特徴は高効率ですが、他のエネルギー源の支援が必要です。受動的な熱放散は一般に熱伝導または放射の原理を採用し、主に冷却用の発熱体またはフィンに依存します。携帯端末やタブレットなどの家電製品は、内部スペースの制約から薄型・軽量のものが一般的に採用されています。受動的放熱方法には、グラファイト放熱フィルム、グラフェンフィルム、ヒートパイプ、均熱板などが含まれます。熱を効果的に伝導するために、加熱装置と冷却装置の間に金属ろう付け層、熱伝導性シリコーン、熱伝導性ペーストなどのサーマル・インターフェース・マテリアルの使用が必要になることがよくあります。

実際の応用シナリオでは、多くの場合、熱管理材料とデバイスを組み合わせて使用​​する必要があります。新エネルギー車に広く使われているIGBTパワーデバイスを例にとると、チップの外部への熱伝達経路には、チップ溶接層（金属）、DCB/AMBセラミック基板層（セラミック基板層、銅コーティング層を含む）が含まれます。 、システム溶接層（金属）、金属基板、界面材（熱伝導性シリコーングリス）、およびヒートシンク。最後に、ヒートシンクと空気は対流および放射熱伝達を行い、伝導プロセス全体を通じて熱抵抗が存在します。熱抵抗は、IGBT パワーモジュールの熱放散に影響を与える主な要因です。

放熱効果を高めるには、熱抵抗を下げることが最も重要です。チップのパフォーマンス、デバイスの小型化、軽量化の要件が継続的に向上するにつれて、熱管理設計に対する業界の要件も常に増加しています。熱管理の研究者は、アクティブおよびパッシブの熱管理方法を柔軟に適用するだけでなく、基板、ヒートシンク、およびインターフェース熱材料を配置して組み合わせる必要があります。たとえば、IGBT モジュールを均熱プレート、熱電モジュール、さらには液体冷却モジュールと組み合わせて、より優れた熱放散を実現できます。