Soğutucu üretiminde Soğuk Püskürtme Teknolojisi
Elektronik cihazlar çalışma sırasında ısı üretir, bu da performans ve güvenilirliğin düşmesine neden olur. Daha yüksek termal güç tüketimine sahip IC bileşenleri, ısıyı iletmek ve izin verilen maksimum sınırı aşan bağlantı sıcaklıklarını önlemek için genellikle ısı emicilere dayanır. Silikon bazlı bir yarı iletken çip üzerine bir ısı emici takmak ve sonuçta çipin ısısını hava veya sıvı yoluyla dağıtmak, elektronik cihazlar için yaygın bir soğutma yöntemidir. Bu radyatörler genellikle bakır veya alüminyum malzemeler veya bakır ve alüminyum malzemelerin kombinasyonu kullanılarak ayrı ayrı işlenir.
Bakır, alüminyumdan daha yüksek bir ısı iletkenliğine sahiptir ve birim hacim başına ısı dağıtma kapasitesi alüminyumdan daha üstündür. Ağırlık ve maliyet etkisi hariç tutulduğunda bakır, soğutucular için tercih edilen malzemedir. Alüminyum malzemeler düşük ısı iletkenliğine sahiptir, bu nedenle alüminyum radyatörler ısıyı yeterince hızlı dağıtamaz, daha geniş yüzey alanı ve daha yüksek kanatçıklar gerektirir. Birçok kompakt uygulamada, özellikle yüksek güç yoğunluğunun hedeflendiği sistemlerde, alüminyum radyatörler en iyi seçim değildir.
Isı emici, ısı kaynağı çipiyle temas eden bir tabanın yanı sıra damgalama, kaynak, ekstrüzyon, diş kesme ve talaş kaldırma gibi üretim yöntemleriyle tabanın üzerine bağlanan kanatçıkları içerir. Taban çiple temas eder, çipten gelen ısıyı emer ve bunu kanatçıklara iletir. Kanatçıklar yüzey alanını mümkün olduğu kadar artırmaya, hava ısı değişim verimliliğini hızlandırmaya ve sonuçta ısıyı çipten uzaklaştırmaya çalışır. Yüksek güçlü elektronik cihazlar genellikle çiplerde hızlı bir şekilde ısı üretir. Isı emici alüminyum bir taban ise, tabanın ısı transfer hızı, ısıyı kanatçıkların yüzeyine hızlı bir şekilde dağıtmak için yeterli olmayabilir, bu da ısı direncinin artmasına ve ısı emicinin soğutma performansının yetersiz olmasına neden olur.
Yetersiz ısı yayılma hızı sorununu çözmek için alüminyum radyatör tabanının tamamı veya bir kısmı daha iyi ısı iletkenliğine sahip bakır malzeme ile değiştirilebilir. Bu kompozit ısı emici tabanı, talaş ısısını hızlı bir şekilde iletmek için bakır kullanır; kanatçıklar ise hâlâ alüminyumdan yapılmıştır; bu, hem hızlı termal difüzyon hem de maliyet etkinliği sağlayabilir.
Soğuk Püskürtme teknolojisi, bakır ve alüminyumu bağlamak ve birleştirme kaynağı ve lehimleme ile ilgili sorunların üstesinden gelmek için kullanılabilen son derece yenilikçi bir yüzey kaplama ve katmanlı üretim sürecidir. Soğuk püskürtme işlemi, toz parçacıklarını malzemenin erime noktasının çok altındaki sıcaklıklarda alt tabakanın yüzeyinde katı halde biriktirebilir, böylece yüksek sıcaklıkta oksidasyon, termal stres ve mikro gibi yüksek sıcaklığın neden olduğu yaygın sorunlardan kaçınılır. faz dönüşümü. Soğuk püskürtme, mikron boyutundaki toz parçacıklarının nozüldeki süpersonik sıkıştırılmış gaz tarafından hızlandırıldığı, yüksek hızlı toz parçacıklarının alt tabaka ile çarpışmasına, plastik deformasyona ve alt tabaka ile yapışmasına neden olan toz bazlı bir işleme teknolojisidir. CS prosesi daha kısa bir üretim süresine sahiptir ve büyük ölçekli veya yerel biriktirme yapısının esnek bir şekilde seçilmesine olanak tanır.
İyi bilindiği gibi, soğutucu performansı genellikle termal direnç değerlerine göre ölçülür. Termal direnç, radyatör tarafından dağıtılan her birim güç için radyatörün üst kısmındaki sıcaklığın ortam sıcaklığının üzerindeki bir ölçüsüdür. Isıl direnç değeri ne kadar düşük olursa aynı soğutma ortamında kanatçıkların üst kısmındaki sıcaklık da o kadar düşük olur ve radyatörün soğutma performansı o kadar iyi olur. Soğuk sprey imalatlı kompozit radyatörlerin üretim maliyeti alüminyum radyatörlere göre biraz daha yüksektir ancak ağırlığı ve maliyeti bakır radyatörlere göre daha düşüktür. Alüminyum radyatöre bir bakır tabakası eklenmesinin üretim maliyetleri üzerinde doğrudan etkisi vardır, ancak bunun faydası, radyatörün termal direncini %48 oranında azaltmasıdır.
