Soğuk püskürtme yöntemiyle düşük ısıl dirençli/düşük maliyetli kompozit radyatör üretimi
Elektronik ekipman, çalışma sırasında ısı üretir ve bu da performans ve güvenilirlikte düşüşe neden olur. Büyük termal güç tüketimine sahip IC bileşenleri, bağlantı sıcaklığının izin verilen maksimum sınırı aşmasını önlemek için genellikle ısıyı iletmek için bir soğutucu kullanır.
Silikon bazlı bir yarı iletken çip üzerine bir ısı emici takmak ve son olarak çipin ısısını hava veya sıvı yoluyla dağıtmak, elektronik cihazlar için yaygın bir soğutma yöntemidir. Bu radyatörler genellikle tek başına bakır veya alüminyumdan veya bakır ve alüminyum kombinasyonundan yapılır.
Bakır radyatörler pahalıdır, ancak alüminyum radyatörler yetersiz ısı iletkenliğine sahiptir.
Bakırın ısıl iletkenliği alüminyumdan daha büyüktür ve birim hacim başına ısı yayma kapasitesi alüminyumdan daha iyidir. Ağırlık ve maliyetin etkisi dışında, bakır soğutucular için tercih edilen malzemedir. Alüminyumun ısıl iletkenliği düşüktür, bu nedenle alüminyum radyatörler ısıyı yeterince hızlı dağıtamaz ve daha büyük yüzey alanı ve daha yüksek kanatlar gerektirir. Birçok kompakt uygulamada, özellikle yüksek güç yoğunluklu sistemlerin peşinde, alüminyum radyatörler en iyi seçim değildir.
Neden bir bakır-alüminyum kompozit radyatöre ihtiyacımız var?
Radyatör, ısı kaynağı yongasıyla temas eden bir taban ve tabanın üzerine damgalama kaynağı, ekstrüzyon, dişli kesme ve kürekleme gibi üretim yöntemleriyle bağlanan kanatçıklar içerir. Taban çip ile temas eder, çipin ısısını emer ve kanatlara iletir. Kanatçıklar yüzey alanını artırmaya, havanın ısı değişim verimini hızlandırmaya ve son olarak çipin ısısını uzaklaştırmaya çalışır.
Yüksek güçlü elektronik ekipman genellikle çipi çok hızlı bir şekilde ısıtır. Soğutucu bir alüminyum taban ise, tabanın ısı transfer hızı, ısıyı kanat yüzeyine hızlı bir şekilde yaymak için yeterli olmayabilir, bu da ısı alıcının termal direncinde bir artışa ve soğutma Yetersiz performansa neden olabilir.
Alüminyum radyatör tabanının tamamı veya bir kısmı, yetersiz ısı yayılım hızı sorununu çözmek için daha iyi termal iletkenliğe sahip bir bakır malzeme ile değiştirilebilir. Böyle bir kompozit ısı emici taban, ısıyı çipten hızlı bir şekilde iletmek için bakır kullanır ve kanatlar hala alüminyumdur, bu da hem hızlı ısı difüzyonu hem de maliyet etkinliği sağlayabilir.
Kompozit radyatör üretiminde geleneksel teknolojinin dezavantajları
Isı iletimini iyileştirmek için alüminyum radyatör tabanına bakır eklemek, genel yöntemler bakır gömülü ve lehimlenmiş bakırdır, ancak kaçınılmaz olarak bazı yeni kusurları ortaya çıkarırlar:
Bakır gömme: önce talaşları keserek tabandaki bakır gömme konumunda alüminyum malzemeyi çıkarın ve ardından bakır gömme alanının altına termal arayüz malzemesi uygulayın, ardından bakır blok bir altında tabanın alüminyum matrisine gömülür. sıkı geçme ve son olarak talaşlar tekrar parlatılır. Pürüzsüz ve düz bir yüzeye sahip bakır gömülü bir taban elde edilir. Bu iki sorunu beraberinde getiriyor. Bakır-alüminyum arayüzünün termal arayüz malzemesi ek termal direnç getirir, mozaik arayüz uzun süreli bir termal genleşme uyumsuzluğu içindedir ve gevşekliğe neden olur, gömülü bakırın batma riski ve keskin bir düşüş riski vardır. ısı emicinin performansı.
Bakır kaynağı: Alüminyum genellikle bakırın veya sert lehimin doğrudan bağlanması için kullanılır ve bakır malzeme tabanda birleştirilir. Bakır ile alüminyumu doğrudan bağlamak çok zordur, işlem maliyeti yüksektir ve ekonomik faydası düşüktür; lehimleme kaynak malzemelerini içermelidir ve arayüzey korozyonu, arayüzün tutarsız termal iletkenliği ve uyumsuz termal genleşme gibi sorunlar vardır.
