Camila Alejandra Plazas Oviedo 2174234 SemiconductoresGlen Camilo Ortega Daz 2184268DISIPADORES DE CALORUn disipador de calor como su nombre bien lo dice es un objeto el cual su funcin principal es disipar el calor de dispositivos electrnicos los que internamente contienen semiconductores, dicho en otras palabras el disipador de calor lo que hace principalmente es evitar el calentamiento excesivo o mantener regulada la temperatura de los dispositivos electrnicos tales como computadores o CPUs, celulares, Xbox 360, entre otros, donde dicho objeto evita el dao de estos dispositivos electrnicos por el calentamiento del mismo, al evitar el calentamiento excesivo optimizar el rendimiento del dispositivo. Los disipadores de calor usualmente son de metal y en su mayora de aluminio debido a que la conductividad trmica del aluminio es notoriamente alta pero no es la ms alta tambin pueden haber de cobre que es an ms alta su conductividad o de oro que es el ms conductor. La principal razn de la existencia de los disipadores de calor es porque un dispositivo electrnico al estar en uso produce calor debido a que siempre que circula corriente elctrica por un elemento conductor, se generan unas perdidas de energa y potencia la cual se llama efecto Joule donde esta se transforma en calor y as haciendo que la temperatura se eleve, este calor debe ser disipado con una gran rapidez para as evitar que la temperatura interna del dispositivo se exceda de lo especificado para cada dispositivo y de esta manera vaya terminando su vida til o en el peor de los casos dandolo por completo, este calor producido no hace una transferencia rpida al aire que lo rodea por eso los disipadores suelen ser metlicos en su gran mayora debido a que este material hace con muchas facilidad la transferencia de calor hacia el aire en el que se encuentra. El principio fundamental que es usado para los disipadores de calor es la segunda ley de la termodinmica la que brevemente consiste en que el calor naturalmente siempre va desde una alta temperatura hacia una baja temperatura pero no en sentido contrario dicho de otra manera se tiene disipador de calor el cual est a una temperatura ms baja que el dispositivo en el que se va a usar el cual tiene una temperatura bastante alta, al estar en conduccin como el calor suele ir al objeto de ms baja temperatura regular la temperatura del dispositivo y as evitara su recalentamiento y as mismo evitara su dao.Existen tres tipos de transferencia de calor como son la conduccin, conveccin y radiacin. El tipo de transferencia de calor usada por los disipadores de calor es por conduccin o conductancia trmica la que consiste en la transferencia de calor de los slidos, que al momento de un cuerpo recibir calor sus molculas aumentan su vibracin y como consecuencia se chocan con las molculas que las rodean y as haciendo que todas la molculas del cuerpo se agiten y as mismo esta tiene su accin contraria que es llamada resistividad trmica (Rth) y con las unidades de C/W (grados Celsius/Watt).Hay tres tipos de disipadores de calor los cuales son los activos y pasivos, los disipadores activos son aquellos que van de manera mecnica como los ventiladores que se usan para los procesadores de los computadores, estos tipos de disipadores tienen una gran desventaja debido a que estn en continuo movimiento y al ser mecnicos suelen tener ms porcentaje de daarse y al romperse puede haber un sobre calentamiento rpido sobre el dispositivo y en este caso causar graves daos a los procesadores, tambin existe el disipador pasivo estos no son de manera mvil o mecnica, estos consisten en la absorcin del calor emitido por el dispositivo, estos no son tan efectivos como los activos pero su porcentaje para averiarse es menor que el de los activos.Los disipadores de calor tienen una gran importancia en la electrnica como en procesadores, amplificadores, microprocesadores, entre otros, debido a que si no existieran la vida de los dispositivos electrnicos no sera nada duradera y por ende habran muchos problemas en cuanto al comercio, un ejemplo claro puede ser el de hace unos cuantos aos cuando sali el Xbox 360 blanco el cual tuvo bastantes problemas de recalentamiento y estos de daban a conocer por medio de luces rojas, la primera situacin se da que empezando el Xbox no duraba mucho tiempo prendido y ya entraba en recalentamiento y al enviarlo de nuevo a Microsoft lo que hacan era simplemente cambiar el disipador y as lo devolvan pero el problema segua, pero varias personas se dieron cuenta que la consola no tena una temperatura fuera de lo normal como para decir que era defecto de fbrica, el verdadero problema era que los disipadores estaban mal diseados y no eran suficientes para la consola, una segunda situacin de ese mismo problema era que por esa poca un grupo de ecologistas hicieron aprobar una norma para prohibir ciertos materiales en dispositivos electrnicos y entre esos estaba el plomo, por esto esas consolas que fueron lanzadas para esa poca debieron usar soldadura sin plomo que ms el problema que tenan de recalentamiento las uniones de soldadura se fundan y se desconectaba todo lo que tena soldadura y hacia que la consola definitivamente se daara.Aqu nos podemos dar cuenta de la enorme importancia que tienen los disipadores de calor y tambin el tener un diseo ptimo y apropiado de los disipadores para el dispositivo especfico en el que se va a usar.

DISEOPrimero se debe tener en cuenta la temperatura ambiental y la temperatura de unin Temperatura de unin: la temperatura mxima a la que el encapsulado la cual ser dada por el fabricante en su datasheet.

Tambin debemos tener en cuenta que no se puede exigir el encapsulado as mximo de temperatura para ello usaremos un factor de seguridad el cual nos dar un margen de en donde puede trabajar sin esforzarse al mximo, este est caracterizada por la letra K

Con la anterior ecuacin podemos fijar una constante de temperatura mxima para continuar con el diseo del disipador de calor.

Figura1. Ecuacin de diseo disipadorTJ: Temperatura de unin (dada por el fabricante).TA: Temperatura ambiente RJC: Resistencia trmica entre la unin y el encapsulado (dada por el fabricante).RCD: Resistencia trmica entre disipador y encapsulado.RDA: Resistencia trmica entre disipador y medio ambiente.Para RCD tenemos que pueden haber dos tipos de contacto sea con mica aislante o metal-metal, para la mica aislante la cual permite aislar elctricamente los dos objetos, se tiene una resistividad trmica de 3.4 C/W y para este mismo elemento con pasta trmica se tiene una resistividad trmica de 1.6 C/W.Para el sistema metal-metal la resistividad trmica ser de 1.2 C/W sin pasta y 0.8 C/W con pasta.Adems de lo dicho anteriormente se debe tener en cuenta la afectacin de altura la cual se da en una tabla.

Figura 2. Tabla factor de seguridad

Ahora se debe tener en cuenta la figura 2 la cual afectara nuestra frmula de diseo de disipador como se mostrara a continuacin

Fh: Factor de altura sobre el nivel del mar.P: Potencia.En algunos casos no solo es suficiente el disipador de calor si no tambin se requiere algo adicional cono un sistema de refrigeracin para mejorar el funcionamiento del dispositivo donde se est usando el disipador.

Conclusiones Un disipador de calor es una herramienta til que nos ayuda a proteger dispositivos electrnicos disipando el calor de estos y asi alargando su vida til. Estos principalmente estn hechos de metal y aluminio ya que en estos elementos la conductividad trmica es muy alta. Hay varios tipos de disipadores, estn los activos, comnmente encontrados en computadores; y los pasivos, aquellos que absorben el calor emitido por el dispositivo. La segunda ley de la termodinmica es el principio que se usa en el momento de explicar el funcionamiento de un disipador de calor. El tipo de transferencia de calor que usa un disipador es por conduccin o conductividad trmica, que consisten en la transferencia de calor entre dos slidos.

Bibliografa http://www.ordenadores-y-portatiles.com/disipador-de-calor.html http://www.unicrom.com/tut_disipadores.asp http://www.ehowenespanol.com/tipos-disipadores-calor-termicos-lista_490798/ http://ocw.uma.es/ingenierias/electronica-de-potencia/otros-recursos-1/Disipacion_de_Calor.pdf http://www.elotrolado.net/hilo_por-que-petan-las-xbox-360-temperatura-disipadores-soldaduras_802648 https://nomadaselectronicos.wordpress.com/2012/12/08/disipadores-de-calor-tutorial/