Page 77 - bilgem-teknoloji-dergisi-12

Isıl Tasarımı BILGEM
TEKNOLOJI

Yoğun Paketlenmiş

Askeri Elektronik

Cihazların Isıl Yönetimi

Şekil 1 (a) Mikroişlemci yongası başına transistör sayısı ve saat hızları (b) Her 10 yılda bir makinelerin boyutu eğilimleri. [1]

termal döngüye maruz kalacakları ortamlar oluş- içinde veya ortamlar arasında, sıcaklık farkı mev-
turarak, istenilen performansta daha uzun süre cut olan her durumda, ısı transferi her zaman ger-
çalışmasını sağlamaktadır. Bir elektronik cihazın çekleşir. Sıcaklık farkı ne kadar büyükse, ısı trans-
ısıl yönetiminde temel amaç, ısı yayan bileşenler fer hızı o kadar yüksek olur.
ile ısı emici ortam arasında en kısa termal yolu
oluşturabilmektir. Isı transfer mekanizması 3 farklı yol ile gerçekleş-
mektedir. İletim (kondüksiyon), taşınım (konvek-
Genel Isıl Yönetim Teknikleri siyon) ve ışınım (radyasyon).
İki sistem arasındaki sıcaklık farkının neden ol-
duğu enerji aktarımı, ısı olarak tanımlanmakta- Modül Seviyesinde Soğutma Teknikleri
dır. Isı transferi, sıcaklık farkından kaynaklanan Elektronik elemanların termal kontrolü, ısı trans-
enerji aktarımıdır. Enerjinin ısı olarak transferi, ferinin uygulanmasında başlıca alanlardan biri
her zaman yüksek sıcaklıktaki bir ortamdan dü- olmuştur. Elektronik elemanların soğutulması
şük sıcaklıktaki ortama doğrudur ve iki ortam aynı işleminde güvenilirlik derecesini sağlamak için
sıcaklığa eriştiğinde ısı transferi durur. Bir ortam sınırlanan maksimum ve minimum eleman sı-
caklığına önem verilmesi
gerekmektedir. Optimum
performansı elde etmek
Yusuf Tekin - Araştırmacı, Hayrettin Özgür Keklikoğlu – Uzman Araştırmacı, için parçalar arası sıcak-
Sertaç Gürel - Başuzman Araştırmacı / BİLGEM İLTAREN lık farkı en aza indirilme-
lidir. Elektronik eleman-
İki sistem arasındaki sıcaklık farkının neden olduğu ların ısıl direnci azaltılıp
uygun soğutma koşulları
enerji aktarımı, ısı olarak tanımlanmaktadır. sağlanmalıdır (Şekil 2).

lektronik cihazlar birçok sektörde yaygın olarak kısaltmaktadır. Elektronik cihazların hata oranı da İletim ile elektronik
kullanılmaktadır. Gelişen teknoloji ile elektronik sıcaklıkla orantılı olarak artmaktadır. kartların soğutulması
Ecihazlar giderek küçülse de işlevsellik artmak- Elektronik kartların üze-
tadır (Şekil 1). Elektronik cihazların küçülmesi, ci- Bu gibi durumların önüne geçmek için elektronik ci- rinde bulunan bileşenle-
hazın birim başına ürettiği ısı miktarında belirgin bir hazların mekanik tasarımları yapılırken hem modül
artışa neden olmaktadır. Yüksek güç tüketen bu gibi bazında hem de kutu seviyesinde gerekli soğutmayı
elektronik cihazlar, yeterli ısıl yönetime sahip olma- sağlayacak tasarımların gerçekleştirilmesi gerek-
dığı durumlarda içerisinde bulundurdukları elektronik mektedir. Ancak artan devre yoğunlukları ve bileşen-
kartlarda ani sıcaklık yükselimlerine neden olmaktadır. lerin boyutlarındaki azalmalar, elektroniklerin termal
kontrolünü daha karmaşık hale getirmekte ve bile-
Elektronik kartlara monte edilmiş entegre çipler si- şen sıcaklıklarını istenilen değerin altında tutabilmek
likon malzemeden yapıldıkları için sıcaklık değişim- zorlaşmaktadır.
lerine karşı oldukça hassastır. Bu durum, elektronik
kart üzerinde bulunan bileşenlerin çalışma perfor- Genel kullanılan bazı ısıl yönetim teknikleri, elekt-
mansını olumsuz etkilemekte ve kullanım ömrünü ronik kartların daha düşük sıcaklıklarda ve daha az

74 75