Memproduksi ketahanan termal rendah / radiator komposit berbiaya rendah melalui proses semprotan dingin
Peralatan elektronik menghasilkan panas selama operasi, yang menyebabkan penurunan kinerja dan keandalan. Komponen IC dengan konsumsi daya termal yang besar biasanya menggunakan heat sink untuk menghantarkan panas agar suhu sambungan tidak melebihi batas maksimum yang diizinkan.
Memasang heat sink pada chip semikonduktor berbasis silikon dan akhirnya menghilangkan panas chip melalui udara atau cairan adalah metode pendinginan yang umum untuk perangkat elektronik. Radiator ini biasanya terbuat dari tembaga atau aluminium saja, atau kombinasi dari tembaga dan aluminium.
Radiator tembaga mahal, tetapi radiator aluminium memiliki konduktivitas termal yang tidak memadai
Konduktivitas termal tembaga lebih besar daripada aluminium, dan kapasitas disipasi panas per satuan volume lebih baik daripada aluminium. Tidak termasuk pengaruh berat dan biaya, tembaga adalah bahan pilihan untuk heat sink. Aluminium memiliki konduktivitas termal yang rendah, sehingga radiator aluminium tidak dapat membuang panas dengan cukup cepat, dan membutuhkan luas permukaan yang lebih besar dan sirip yang lebih tinggi. Dalam banyak aplikasi kompak, terutama dalam mengejar sistem kepadatan daya tinggi, radiator aluminium bukanlah pilihan terbaik.
Mengapa kita membutuhkan radiator komposit tembaga-aluminium?
Radiator mencakup alas yang bersentuhan dengan chip sumber panas, dan sirip yang terhubung di atas alas dengan metode manufaktur seperti pengelasan stamping, ekstrusi, pemotongan gigi, dan penyekopan. Basis kontak chip, menyerap panas chip dan melakukan itu ke sirip. Sirip mencoba untuk meningkatkan luas permukaan, mempercepat efisiensi pertukaran panas udara, dan akhirnya menghilangkan panas dari chip.
Peralatan elektronik berdaya tinggi sering kali memanaskan chip dengan sangat cepat. Jika unit pendingin adalah alas aluminium, kecepatan perpindahan panas alas mungkin tidak cukup untuk dengan cepat menyebarkan panas ke permukaan sirip, yang mengakibatkan peningkatan ketahanan termal dari unit pendingin dan pendinginan Performa yang tidak memadai.
Seluruh atau sebagian area dasar radiator aluminium dapat diganti dengan bahan tembaga dengan konduktivitas termal yang lebih baik untuk mengatasi masalah kecepatan difusi panas yang tidak mencukupi. Basis heat sink komposit semacam itu menggunakan tembaga untuk menghantarkan panas dengan cepat dari chip, dan siripnya masih aluminium, yang dapat mencapai difusi panas yang cepat dan efektivitas biaya.
Kekurangan teknologi tradisional untuk memproduksi radiator komposit
Menambahkan tembaga ke dasar radiator aluminium untuk meningkatkan konduksi panas, metode yang biasa digunakan adalah tembaga yang disematkan dan tembaga yang disolder, tetapi mereka pasti memperkenalkan beberapa cacat baru:
Penyematan tembaga: pertama-tama lepaskan bahan aluminium pada posisi penyematan tembaga di alas dengan memotong kepingan, dan kemudian aplikasikan bahan antarmuka termal di bagian bawah area penanaman tembaga, kemudian blok tembaga tertanam dalam matriks aluminium alas di bawah a pas, dan akhirnya keripik dipoles lagi. Basis tertanam tembaga dengan permukaan halus dan rata diperoleh. Ini membawa dua masalah. Bahan antarmuka termal dari antarmuka tembaga-aluminium membawa ketahanan termal tambahan, antarmuka mosaik berada dalam ketidakcocokan ekspansi termal jangka panjang dan menyebabkan kelonggaran, ada risiko tenggelamnya tembaga yang tertanam, dan risiko penurunan tajam dalam kinerja unit pendingin.
Tembaga las: Aluminium biasanya digunakan untuk ikatan langsung tembaga atau mematri, dan bahan tembaga digabungkan pada dasarnya. Sangat sulit untuk secara langsung mengikat tembaga dengan aluminium, biaya prosesnya tinggi, dan manfaat ekonominya rendah; mematri harus memperkenalkan bahan las, dan ada masalah seperti korosi antarmuka, konduktivitas termal yang tidak konsisten dari antarmuka, dan ekspansi termal yang tidak cocok.
