Odpowiednie odprowadzanie i rozpraszanie nadmiaru ciepła generowanego przez elementy układów elektronicznych jest kluczowe, aby zachować odpowiednie parametry elektryczne elektroniki półprzewodnikowej, zmniejszyć tempo zachodzących procesów starzeniowych, a także zminimalizować ryzyko mechanicznych uszkodzeń spowodowanych przez nadmiar ciepła. Chłodzenie układów elektronicznych jest więc kluczowe w przypadku wszystkich układów półprzewodnikowych. Najpopularniejszymi technikami służącymi do odprowadzania ciepła z układów elektronicznych są: radiatory, wentylatory oraz moduły Peltiera.
Radiatory
Radiator – zwany również rozpraszaczem ciepła – to zdecydowanie najprostszy, najefektywniejszy i najpowszechniejszy element skutecznie odprowadzający ciepło z systemów elektronicznych. Radiatory można traktować w układach elektronicznych jako elementy rezystancyjno-pojemnościowe. Pojemność modelowana jest masą radiatora, a rezystancja termiczna jest tożsama z rezystancją termiczną rozpraszacza ciepła.
Istotnym parametrem technicznym radiatorów jest ich rezystancja termiczna. Determinowana jest ona przez wiele czynników. Są to między innymi kształt i pole powierzchni radiatora, kolor, specyfika ruchów powietrza wokół radiatora oraz sama temperatura radiatora. Im będzie ona wyższa, tym mniejszą rezystancję termiczną uzyska radiator. Dodatkowy ruch powietrza wymuszony poprzez wentylator, zapewni o wiele efektywniejsze odprowadzanie ciepła z układu elektronicznego. Dlatego też zwykle do odprowadzania ciepła w urządzeniach i układach elektronicznych stosuje się zarówno radiatory, jak i wentylatory. Rezystancję termiczną można również znacząco obniżyć dzięki paście termoprzewodzącej.
Obecnie współczesne radiatory wykonywane są ze specjalnych materiałów, a ich konstrukcja maksymalizuje powierzchnię blaszek radiatora z medium, do którego odprowadzane jest ciepło. Najczęściej radiatory produkowane są poprzez prasowanie lub odlewanie stopów aluminium – zwykle czernionego lub anodowanego. Pod względem konstrukcyjnym radiatory można podzielić na radiatory typu U, typu Y, żeberkowe i typu H.
Wentylatory
Choć dość popularne i powszechnie stosowane, to wentylatory są ostatnim z elementów chłodzących układy elektroniczne. Cechuje je skomplikowana konstrukcja, zawodność oraz hałas, który generują podczas pracy. Niemniej, ich zastosowanie często jest koniecznością, aby wymusić ochładzający radiatory ruch powietrza zwiększający efektywność chłodzenia układów elektronicznych.
W doborze wentylatorów istotne są ich parametry – zwłaszcza generowane ciśnienie statyczne, które determinuje efektywność wentylatora. Poza tym istotne jest zwrócenie uwagi na jego wydajność, czyli jak wiele powietrza będzie w stanie przepompować wentylator w jednostce czasu. Wydajność i ciśnienie statyczne zależą głównie od konstrukcji łopat wentylatora oraz od ich kąta natarcia. Im większy kąt natarcia, tym mniejsza wydajność wentylatora oraz tym większe jego ciśnienie statyczne.
