تمامی دستگاهها و مدارهای الکترونیکی، گرمایی اضافی تولید میکنند که نیاز به مدیریت حرارتی برای افزایش اطمینان و جلوگیری از شکست زودهنگام را دارند. درصورتیکه فعلوانفعالات انرژی دیگری نباشد، مقدار حرارت خروجی با توان ورودی برابر است. چندین روش برای خنک کردن شامل چاههای حرارتی، خنککنندههای ترموالکتریکی، سیستمهای هوای فشرده و فنها، لولههای حرارتی و ... وجود دارد.
مقاومت حرارتی دستگاهها
معمولاً بهعنوان مقاومت حرارتی از نقطه اتصال تا جعبه دستگاه نیمهرسانا در نظر گرفته میشود. واحد آن درجه سانتیگراد بر وات است یعنی اینکه یک چاه حرارتی با مقاومت حرارتی 10 که 1 وات حرارت پخش میکند، 10 درجه از هوای احاطهکننده داغتر خواهد بود. بنابراین هرچه این عدد کوچکتر باشد، راندمان چاه حرارتی بیشتر است.
ثوابت زمانی حرارتی
یک جرم حرارتی چاه حرارتی را میتوان بهعنوان خازن (ذخیره حرارت بجای شارژ) و مقاومت حرارتی را بهعنوان مقاومت الکتریکی در نظر گرفت. این دو با یکدیگر مدار RC یا یک ثابت زمانی که با حاصلضرب R و C بیان میشود، تشکیل میدهند. از این مقدار میتوان در محاسبه ظرفیت پخش حرارتی دینامیک دستگاه دقیقاً مشابه با مدارهای الکتریکی استفاده کرد.
ماده رابط حرارتی
ماده رابط حرارتی یا Mastic برای پر کردن شکافهای بین سطوح انتقال حرارتی (برای مثال بین میکرو پردازندهها و چاههای حرارتی) برای افزایش راندمان انتقال انرژی استفاده کرد. در جهت Z مقدار رسانش حرارتی نسبت به جهت xy بیشتر است.
کاربردها
- رایانههای شخصی: نیاز به خنک کردن پردازندههای رایانهها، استفاده از چاههای حرارتی را بسیار رایج کرده است.
- لحیمکاری: گاهی از چاههای حرارتی برای پراکنده کردن گرمای تولیدشده اضافی حین لحیمکاری مدارهای الکترونیکی که میتواند قطعات حساس را خراب کند، استفاده میشود.
- باتریها: باتریهای وسایل نقلیه الکتریکی معمولاً برای کار در دماهای بین 20 تا 30 درجه سانتیگراد طراحی میشوند. بنابراین برای برخی از این وسایل که قرار است در دماهایی بیشتر یا کمتر از این محدوده کار کنند از خنککننده یا گرمکنندهها استفاده میشود.