Kenapa Dibutuhkan Manajemen Panas (Thermal Management) yang Bagus Pada Komponen Elektronik?

Hingga 55% Kegagalan Papan Elektronik Disebabkan oleh Panas

Sebagian besar komponen elektronik seperti transistor, prosesor, dan dioda menghasilkan panas dalam jumlah besar. Hal ini perlu dipertimbangkan untuk memperpanjang umur komponen elektronik tersebut dan juga untuk meningkatkan keandalannya.

Selama pengoperasian, suhu komponen elektronik akan meningkat hingga suhu panas yang dilepaskan di dalam perangkat sama dengan jumlah suhu panas pada lingkungan sekitar. Temperatur ini bisa cukup tinggi sehingga memperpendek masa pakai komponen secara signifikan, bahkan menyebabkan perangkat rusak.

Peningkatan suhu akan mempengaruhi pengoperasian perangkat aktif dan pasif pada sirkuit yang terintegrasi. Jika kenaikan suhu cukup tinggi, perangkat aktif atau pasif yang dipanaskan mungkin tidak berfungsi dengan baik atau bahkan gagal total. Kegagalan tersebut meliputi kehilangan panas, kerusakan sambungan, kerusakan metalisasi, korosi, penyimpangan resistansi, dan difusi elektroforesis. Oleh karena itu, penting untuk meminimalkan kenaikan suhu di dalam kemasan produk elektronik.

Apa yang menyebabkan kenaikan suhu pada kemasan produk elektronik?

•Peningkatan kepadatan daya dan tingkat arus

Tingginya kebutuhan daya listrik pada prosesor berkinerja tinggi telah mengakibatkan peningkatan konsumsi daya listrik secara stabil merupakan sumber panas yang utama termal hotspot pada chip dan dari panas energi listrik yang menghasilkan satu joule panas.

• Kepadatan komponen permukaan PCB lebih tinggi

Penyebab lain kekhawatiran mengenai manajemen termal pada papan sirkuit adalah bahwa industri elektronik melihat tren peningkatan peralatan portabel dan peralatan rumah tangga yang lebih tipis. Hal inilah yang menyebabkan PCB semakin kompak, jarak antar komponen PCB elektronik semakin dekat sehingga panas semakin sulit mengalir keluar dari komponen PCB.

Lalu bagaimana jika sistem kipas saja tidak cukup?

Maksimalkan area kontak pendinginan dengan heatsink. Salah satu cara untuk membatasi suhu pengoperasian adalah dengan meningkatkan luas permukaan secara artifisial. Hal ini dilakukan dengan memasang heatsink logam ke perangkat. Pemilihan heatsink sangat penting karena hasilnya bergantung pada banyak faktor, termasuk bahan heatsink, ukuran, konduktivitas, desain, dan perekat yang digunakan untuk merekatkannya ke PCB.

Udara merupakan konduktor panas yang buruk dan oleh karena itu permukaan kontak menciptakan penghalang termal yang dimana membatasi keluarnya panas dari perangkat. Untuk mengatasi fenomena ini digunakan senyawa penghantar panas thermal management.

Senyawa konduktif termal dirancang untuk mengisi celah udara antara perangkat dan unit pendingin seperti heatsink, sehingga mengurangi hambatan penyaluran panas pada batas antara keduanya. Hal ini menghasilkan pembuangan panas yang lebih cepat dan suhu pengoperasian perangkat yang lebih rendah. Dalam elektronik, senyawa konduktif termal ini disebut bahan thermal interface materials-TIMs

Ada 3 Jenis Material Thermal yang sering digunakan: 

Thermal Pad

Digunakan untuk meningkatkan perpindahan panas antara sumber panas dan unit pendingin. Mereka biasanya terbuat dari bahan lembaran fleksibel seperti silikon, yang dapat dengan mudah dipotong atau dipangkas agar sesuai dengan berbagai macam aplikasi. 

Thermal Grease 

Bentuknya seperti gel, dapat digunakan untuk meningkatkan perpindahan panas antara dua permukaan yang bersentuhan satu sama lain. Ini biasanya digunakan pada perangkat elektronik, seperti komputer dan ponsel pintar, untuk membantu memindahkan panas dari komponen penghasil panas, seperti prosesor, dan ke perangkat pendingin, seperti unit pendingin atau kipas pendingin. 

Thermal Putty 

Thermal Putty adalah sejenis bahan antarmuka termal dengan kelembutan dan kekerasan antara pelumas termal dan bantalan termal. Ini memiliki keandalan yang lebih tinggi dibandingkan Thermal Grease dan kinerja impedansi termal yang lebih rendah dibandingkan Thermal Pad. 

Untuk informasi dan konsultasi mengenai material thermal untuk kebutuhan elektronik lebih lanjut dapat hubungi kami melalui data informasi kami