Zemas termiskās pretestības / zemu izmaksu kompozītmateriālu radiatoru ražošana, izmantojot aukstās izsmidzināšanas procesu
Elektroniskās iekārtas darbības laikā rada siltumu, kas samazina veiktspēju un uzticamību. IC komponenti ar lielu siltumenerģijas patēriņu parasti izmanto siltuma izlietni, lai vadītu siltumu, lai novērstu savienojuma temperatūras pārsniegšanu par maksimāli pieļaujamo robežu.
Dzesēšanas izlietnes uzstādīšana uz silīcija bāzes pusvadītāju mikroshēmas un visbeidzot mikroshēmas siltuma izkliedēšana caur gaisu vai šķidrumu ir izplatīta elektronisko ierīču dzesēšanas metode. Šie radiatori parasti ir izgatavoti tikai no vara vai alumīnija, vai no vara un alumīnija kombinācijas.
Vara radiatori ir dārgi, bet alumīnija radiatoriem ir nepietiekama siltumvadītspēja
Vara siltumvadītspēja ir lielāka nekā alumīnija, un siltuma izkliedes jauda uz tilpuma vienību ir labāka nekā alumīnija. Izņemot svara un izmaksu ietekmi, varš ir vēlamais materiāls siltuma izlietnēm. Alumīnijam ir zema siltumvadītspēja, tāpēc alumīnija radiatori nevar pietiekami ātri izkliedēt siltumu, un tiem ir nepieciešams lielāks virsmas laukums un augstākas spuras. Daudzos kompaktos lietojumos, īpaši liela jaudas blīvuma sistēmu meklējumos, alumīnija radiatori nav labākā izvēle.
Kāpēc mums ir nepieciešams vara-alumīnija kompozītmateriālu radiators?
Radiatoram ir pamatne, kas saskaras ar siltuma avota mikroshēmu, un spuras, kas savienotas virs pamatnes, izmantojot tādas ražošanas metodes kā štancēšanas metināšana, ekstrūzija, zobratu griešana un lāpstiņa. Pamatne saskaras ar mikroshēmu, absorbē skaidas siltumu un novada to uz spurām. Spuras cenšas palielināt virsmas laukumu, paātrināt gaisa siltuma apmaiņas efektivitāti un visbeidzot atņemt skaidas siltumu.
Lieljaudas elektroniskās iekārtas bieži ļoti ātri uzsilda mikroshēmu. Ja siltuma izlietne ir alumīnija pamatne, pamatnes siltuma pārneses ātrums var nebūt pietiekams, lai ātri izkliedētu siltumu uz spuras virsmu, kā rezultātā palielinās siltuma izlietnes termiskā pretestība un dzesēšana. Nepietiekama veiktspēja.
Alumīnija radiatora pamatnes visu vai daļēju laukumu var aizstāt ar vara materiālu ar labāku siltumvadītspēju, lai atrisinātu nepietiekama siltuma difūzijas ātruma problēmu. Šāda kompozītmateriāla siltuma izlietnes pamatne izmanto varu, lai ātri vadītu siltumu no mikroshēmas, un spuras joprojām ir alumīnijs, kas var sasniegt gan ātru siltuma izkliedi, gan izmaksu efektivitāti.
Tradicionālās tehnoloģijas trūkumi kompozītmateriālu radiatoru ražošanā
Alumīnija radiatora pamatnei pievienojot varu, lai uzlabotu siltuma vadītspēju, parastās metodes ir vara iestrādāts un pielodēts varš, taču tie neizbēgami rada dažus jaunus defektus:
Vara iegulšana: vispirms noņemiet alumīnija materiālu vara iegulšanas pozīcijā uz pamatnes, izgriežot skaidas, un pēc tam uzklājiet termiskās saskarnes materiālu vara iegulšanas zonas apakšā, pēc tam vara bloku iestrādā pamatnes alumīnija matricā. cieši pieguļ, un visbeidzot skaidas atkal tiek pulētas. Tiek iegūta vara iestrādāta pamatne ar gludu un plakanu virsmu. Tas rada divas problēmas. Vara-alumīnija saskarnes termiskās saskarnes materiāls nodrošina papildu termisko pretestību, mozaīkas saskarnei ir ilgstoša termiskās izplešanās neatbilstība un tas rada vaļīgumu, pastāv risks, ka iestrādātais vara var nogrimt un strauji pazemināties. siltuma izlietnes veiktspēja.
Vara metināšana: alumīniju parasti izmanto tiešai vara savienošanai vai cietlodēšanai, un vara materiāls tiek apvienots uz pamatnes. Ir ļoti grūti tieši savienot varu ar alumīniju, procesa izmaksas ir augstas un ekonomiskais ieguvums ir zems; lodēšanai ir jāievieš metināšanas materiāli, un pastāv tādas problēmas kā saskarnes korozija, saskarnes nekonsekventa siltumvadītspēja un neatbilstoša termiskā izplešanās.
