ניהול תרמי של מכשירים לבישים כגון VR/AR
אלקטרוניקה לצרכן מתייחסת למוצרים אלקטרוניים שתוכננו סביב יישומי צריכה הקשורים קשר הדוק לחיים, לעבודה ובידור. הופעתם של מוצרי צריכה אלקטרוניים היא מהפך עצום בחיי היומיום, המשפר מאוד את הנוחות ואיכות החיים של הצרכנים והופכת למרכיב הכרחי בחיי היומיום שלהם.
בהתבסס על הפיתוח האיטרטיבי של טכנולוגיית ייצור מוצרי אלקטרוניקה והפופולריות של יישומי אינטרנט סלולריים, בסיס המשתמשים של מוצרי מוצרי אלקטרוניקה ממשיך להתרחב. נכון לעכשיו, למרות ששוק מכשירי האלקטרוניקה המסורתיים המיוצגים על ידי סמארטפונים, טאבלטים ומחשבים ניידים הופך להיות רווי יותר ויותר וגדל בקצב איטי יותר, כענף מתפתח של מוצרי אלקטרוניקה לצרכן, מוצרים אלקטרוניים לבישים חכמים המיוצגים על ידי VR/AR עדיין מתפתחים ללא הרף.
מבנה השרשרת התעשייתי הכולל של מוצרים לבישים אינטליגנטיים ואלקטרוניקה צריכה עקבית ביסודו: במעלה הזרם הוא ייצור חומרי גלם ורכיבים; יצרני Midstream; במורד הזרם יש מכשירים לבישים. ביניהם, ייצור רכיבים מבניים באמצע הזרם וייצור מודולים אופטיים במורד הזרם הם המפתח למוצרים לבישים חכמים, בעלי תוכן טכנולוגי גבוה והשקעה הון משמעותית. יחד עם זאת, הם גם האזורים התחרותיים והבעלי סיכון הגבוה ביותר בתחרות הבינלאומית. במקביל, עם הפיתוח המתמשך של מוצרים לבישים חכמים, הועלו דרישות גבוהות יותר לביצועי פיזור החום של רכיבים מבניים.
על פי עקרונות עבודה שונים, ניתן לחלק חומרי ניהול תרמי לשני סוגים: אקטיבי (אקטיבי) ופסיבי (פאסיבי). רכיבי קירור פעילים משתמשים בדרך כלל בעקרון של הסעה תרמית כדי לפזר בכוח חום ממכשירי חימום, כגון מאווררים, משאבות נוזל בקירור נוזלי ומדחסים בקירור של שינוי פאזה. המאפיין של רכיבי גוף קירור אקטיביים הוא יעילות גבוהה, אך הוא דורש סיוע של מקורות אנרגיה אחרים. פיזור חום פסיבי מאמץ בדרך כלל את העיקרון של הולכת חום או קרינה, תוך הסתמכות בעיקר על גופי חימום או סנפירים לקירור. מוצרי אלקטרוניקה דק וקל משקל כגון מסופים ניידים וטאבלטים מאומצים בדרך כלל עקב מגבלות מרחביות פנימיות. שיטת פיזור החום הפסיבי כוללת סרט פיזור חום גרפיט, סרט גרפן, צינור חום וצלחת השרייה. כדי להוליך חום ביעילות, נדרש לרוב שימוש בחומרי ממשק תרמי בין התקני חימום וקירור, כגון שכבות הלחמת מתכת, סיליקון מוליך תרמי, משחה מוליך תרמי וכו'.
בתרחישי יישום מעשיים, לעתים קרובות יש לשלב חומרים והתקנים לניהול תרמי לשימוש. בהתייחס למכשירי כוח IGBT בשימוש נרחב ברכבי אנרגיה חדשים כדוגמה, נתיב העברת החום של השבב אל החוץ כולל את שכבת ריתוך השבב (מתכת), שכבת המעגלים הקרמיים DCB/AMB (כולל שכבת מצע קרמי ושכבת ציפוי נחושת) , שכבת ריתוך מערכת (מתכת), מצע מתכת, חומר ממשק (שומן סיליקון מוליך תרמי), וגוף קירור. לבסוף, גוף הקירור והאוויר מוליכים העברת חום קונבקטיבית וקרינה, וקיימת התנגדות תרמית לאורך כל תהליך ההולכה, התנגדות תרמית היא הגורם העיקרי המשפיע על פיזור החום של מודולי הספק של IGBT.
כדי לשפר את אפקט פיזור החום, הפחתת ההתנגדות התרמית היא השיטה החשובה ביותר. עם השיפור המתמיד של ביצועי השבבים, מזעור המכשיר ודרישות קלות המשקל, גם הדרישות של התעשייה לתכנון ניהול תרמי עולות כל הזמן. חוקרי ניהול תרמי צריכים ליישם בצורה גמישה שיטות ניהול תרמי פסיבי אקטיביות, כמו גם לארגן ולשלב מצעים, גופי קירור וחומרים תרמיים ממשק. לדוגמה, ניתן לשלב מודולי IGBT עם לוחות השרייה, מודולים תרמו-אלקטריים, ואפילו מודולי קירור נוזלי כדי להשיג פיזור חום טוב יותר.
