Yazar
Işıl, Onuralp
Basım Tarihi
2021-01-05
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
64580e7a-460c-4c7b-b9f2-32e43b48f756
Lokasyon
Makine Mühendisliği Bölümü
Tarih
2021-01-05
Örnek Metin
Soğutma sistemleri performansla ayrılmaz ilişkisi nedeniyle paket elektroniklerin en önemli unsurlarından biri olmuştur. İşlemciler, ışık yayan diyotlar (LED), sunucular, gelişmiş iletişim sistemleri, güç elektroniği ve diğer birçok elektronik bileşen, düzgün çalışması ve daha iyi performans göstermesi için soğutmaya ihtiyaç duyar. Bu nedenle termal yönetim birçok sistemde önemli bir rol oynar. Bununla birlikte, elektroniklerin mümkün olan en küçük bileşime sahip olmayı amaçladığı kabul edilmelidir, bu nedenle entegre soğutma sistemlerinin de küçük hacimlere sahip olması gerekir. Soğutma mekanizması, en küçük paket boyutuna sahip olacak şekilde, ısının soğutma hedefinden en yüksek verimle uzaklaştırılmasını sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır. Bu mekanizmaların aynı zamanda düşük maliyetli bir çözüm sağlaması da gerekiyor, dolayısıyla elektronik soğutmada sorunlar ortaya çıkıyor. Yoğun paketlenmiş sistemler söz konusu olduğunda "Aşil Tendonu" her zaman elektroniklerin çalışma sıcaklığı olmuştur. Uygulamaların çoğunda, özellikle baskılı devre kartlarında (PCB), küçük hacmi korurken en iyi performansı elde etmek için yeni ve akıllı teknolojilere ihtiyaç duyulmaktadır. Son kullanıcıdan orijinal ekipman üreticisine (OEM) kadar çok sayıda uygulama, soğutma sistemleriyle paketlenmiş elektronikleri kullanır. Bu tez, ortam sıcaklığında çalışma koşullarında aktif soğutmada yeni teknolojilerden biri olan sentetik jet aktüatörleri incelemektedir. Sentetik jet aktüatörler, yoğunlaştırılmış hacimler ve uzun kullanım ömrü özellikleriyle pasif-aktif soğutmada önemli bir rol oynar. Piezo ile çalıştırılan diskler ve bir delikten oluşan sentetik jet aktüatörler, piezo diskleri çalkalayarak ve bir hava akışı oluşturarak iç hava hacmini harekete geçirir. Soğutma performansındaki yüksek avantajları göz önüne alındığında, malzeme ve üretim maliyetlerinin düşük olması, sentetik jeti elektronik soğutmada daha uygun bir alternatif haline getiriyor. Mümkün olan en düşük güç tüketimiyle en iyi soğutma performansını elde etmek için, sentetik jet aktüatörlerinin bir jet üretim düzeneği tasarımı ve deneysel doğrulama ve kalifikasyon yoluyla optimizasyonu üzerinde çalışıldı. Sentetik jet aktüatörlerin mekanik yönlerinde hassasiyet ve tutarlılık elde etmek için robotik dağıtıcı ve pnömatik alma ve yerleştirme sistemi ile birleştirilmiş bir üretim teçhizatı tasarlanmış ve üretilmiştir. Mekanik tutarsızlıklardan kaynaklanan belirsizlikleri en aza indirmek için sınır koşulu doğrulaması için görsel mikroskop incelemesi yapılmıştır. Şirket içi üretilen sentetik jet aktüatörler, lazer vibrometre ve PID kontrollü ısı transferi test sistemi kullanılarak mekanik ve termal performanslarını ölçmek üzere test edilmiştir. Bu tezde orifis şekli ve tasarımı deneysel ve analitik çıkarımlarla incelenmiştir. Kendi imalatımız olan sentetik jet aktüatörler aynı zamanda doğal taşınım, eksenel fan ile zorlanmış taşınım ve sentetik jet çarpma durumlarının gözlendiği alternatifleri olan eksenel fanlar ile de karşılaştırılmıştır. Daha sonra bir kıyaslama çalışması olarak üçüncü taraf bir sentetik jet ürünü analiz edilmiş ve bu tezde üretilen jetlerle termal olarak karşılaştırılmıştır. Son olarak, son ürünün mekanik yönünün ve paket tasarımının doğrulanması ve optimizasyonu için sonlu elemanlar analizi (FEA) kullanılarak, optimum rezonans mod şeklinde doğrulanmış sürüş frekansına ve en yüksek soğutma performansına sahip bir ürün oluşturmak için yeni bir paketleme çalışması yapılmıştır. İşlemciler, ışık yayan diyotlar (LED), sunucular, güç elektroniği ve diğer birçok elektronik üretilen, verimli şekilde çalışabilmeleri ve beklenen performans gösterebilmeleri için uygun şekilde hazırlanmış bir soğutma sistemine ihtiyaç duyarlar. Bu nedenle ısıl yönetim temellerinden biri olan soğutma sistemleri elektronikte oldukça önemli bir rol oynar. Genel kural olarak, bir sistem elektronik bileşenlerinin mümkün olan ve küçük hacme sahip olması gerektiği düşünüldüğünde, entegre soğutma enerjisinin mümkün olan en küçük hacimde ve mümkün olan en verimli şekilde planlanması gerekmektedir. Ancak ısının soğutma hedefinden ve yüksek verimle uzaklaştırılması sağlanırken, aynı zamanda düşük destekle bir çözüm sunulmalıdır. Bu elektronik soğutma sistemlerinde en sık ayrıntılarda sorun ortaya çıkabilmektedir. Küçük paketli elektronik sistemler söz konusu olduğunda, "Aşil Tendonu" her zaman elektroniklerin çalışma sıcaklığı olmuştur. Günümüzde elektronik uygulamalar ile ilgili yapılan olayların büyük bir kısmı, özellikle devre kartlarında (PCB), soğutma sonuçları mümkün olan ve küçük hacimlerde tutularak, en iyi performansı elde edebilmesi amacıyla yeni ve akıllı teknolojiler geliştirilmesi hedeflenmektedir. Son kullanıcıdan orijinal ekipman üreticisine (OEM), çok sayıda birleştirilmiş soğutma sistemleri geliştirilmiş elektronik cihazlar veya sistemler kullanılmaktadır. Elektroniklerin termal yönetimi, soğutma kapasiteleri, toplam hacim ve enerji verimliliği açısından farklı çalışmalar ve çözümler gerektirir. En uygun soğutma sisteminin seçimi, tasarım mühendislerinin en önemli sorumluluklarından biridir. Bu konfigürasyon, ortam sıcaklığı çalışma koşullarında aktif soğutmadaki ve yeni teknolojilerden biri olan sentetik jetler. Sentetik jetler, küçük hacimleri ve uzun kullanım ömrü özellikleri ile pasif-aktif soğutma geçişlerinde önemli bir rol oynamaktadır. Sentetik jetler, piezo tahrikli diskler ve bir açıklıktan (delik veya oluşturulmuş) oluşur. Piezo disklerin hareketi ile iç hava hacmini kolaylaştırmak ve bu hareketin bir iç hava dağılımından oluşur. Soğutma performansındaki birçok avantajın yanında düşük malzeme ve üretim süresi göz önünde bulundurulduğundan sentetik jetler elektronik soğutmada son derece uygun bir alternatif olarak belirlenmektedir. Şu anda bir piezo disk ve küçük bir diyaframdan sentetik içeren jetler, pasif soğutmadan aktif soğutmaya geçiş döneminde önemli bir ürün olarak kabul edilmektedir. Bu ekonomik sentetik jetlerin ve yüksek soğutma sistemi ile düşük enerji tüketimi ile elde edilmesi amacıyla, sentetik jetlerin çoğaltılması, jetlerin üretim düzeninin tasarımı ve sıradan vakaların validasyonu üzerinde durulmuştur. Sentetik jetlerin üretimi mekanik olarak sıcaklık ve performans elde edilebilmesi oldukça önemlidir. Bu nedenle bu mükemmel robotik bir dağıtıcı ve ekonomik alma ve yerleştirme sistemi ile birleştirilmiş bir üretim düzeni tasarlandı ve üretildi. Geliştirilen düzenli aktarım ile üretilen sentetik jetler, mekanik ve termal performanslar lazer vibrometre ve PID kontrollü ısı transfer test sistemi kullanılarak test edilmiştir. Orifis şekli (açıklık veya düzenli), sentetik jetlerin termal görünümlerindeki en önemli etkilerden biri olarak belirlendi. Bu tezde, açıklığın ağız şekli ve tasarımı, tek tek ve analitik analizler ile. Tasarlanan düzenli olarak üretilen sentetik jetler, soğutmada kullanılan bir alternatif olan eksenel fanlar ile doğal konveksiyon, eksenel fan ile zorlu konveksiyon ve sentetik jet çarparak soğutma durum gözlemlendiği bir deneyde karşılaştırılmaktadır. Daha sonra, bir karşılaştırma çalışması olarak, farklı bir üreticiye ait bir sentetik jet aynı şekilde analiz edilmiş ve bu tezde üretilen jetlerle termal olarak karşılaştırılmıştır. Sentetik jetin çalışma aralığı ve voltaj genliğini bulmak için osiloskop ile ölçümleri yapılmıştır. Son olarak, nihai ürünün mekanik parametreleri ve paket tasarımının doğrulanması ve kapsamı için sonlu eleman analizi (FEA) yöntemiyle, en düşük frekanslı ve en yüksek soğutma performansına sahip bir ürün oluşturmak için bir paketleme çalışması yapılmıştır.
