Производство на композитен радиатор с ниско термично съпротивление/ниска цена чрез процес на студено пръскане

Електронното оборудване генерира топлина по време на работа, което води до намаляване на производителността и надеждността. Компонентите на IC с голяма консумация на топлинна мощност обикновено използват радиатор за провеждане на топлина, за да предотвратят превишаването на температурата на прехода от максимално допустимата граница.

Инсталирането на радиатор върху базиран на силиций полупроводников чип и накрая разсейването на топлината на чипа чрез въздух или течност е често срещан метод за охлаждане за електронни устройства. Тези радиатори обикновено са направени от мед или алуминий самостоятелно или комбинация от мед и алуминий.

Медните радиатори са скъпи, но алуминиевите радиатори имат недостатъчна топлопроводимост

Топлопроводимостта на медта е по-голяма от тази на алуминия, а капацитетът на разсейване на топлина за единица обем е по-добър от този на алуминия. Като се изключи влиянието на теглото и цената, медта е предпочитаният материал за радиатори. Алуминият има ниска топлопроводимост, така че алуминиевите радиатори не могат да разсейват достатъчно бързо топлината и изискват по-голяма повърхност и по-високи ребра. В много компактни приложения, особено в преследването на системи с висока плътност на мощността, алуминиевите радиатори не са най-добрият избор.

Защо имаме нужда от медно-алуминиев композитен радиатор?

Радиаторът включва основа, която контактува с чипа на източника на топлина, и ребра, свързани над основата чрез производствени методи като щамповане, заваряване, екструдиране, рязане на зъбни колела и лопатане. Основата контактува с чипа, абсорбира топлината на чипа и я отвежда към перките. Перките се опитват да увеличат повърхността, да ускорят ефективността на топлообмена на въздуха и накрая да отнемат топлината на чипа.

Електронното оборудване с висока мощност често загрява чипа много бързо. Ако радиаторът е алуминиева основа, скоростта на топлопреминаване на основата може да не е достатъчна, за да разпръсне бързо топлината към повърхността на перката, което води до увеличаване на термичното съпротивление на радиатора и охлаждане. Недостатъчна производителност.

Цялата или частична площ на основата на алуминиевия радиатор може да бъде заменена с меден материал с по-добра топлопроводимост, за да се реши проблемът с недостатъчната скорост на дифузия на топлина. Такава композитна основа на радиатора използва мед за бързо провеждане на топлина от чипа, а перките все още са алуминиеви, което може да постигне както бърза дифузия на топлина, така и рентабилност.

Недостатъци на традиционната технология за производство на композитни радиатори

Добавянето на мед към основата на алуминиевия радиатор за подобряване на топлопроводимостта, обичайните методи са вградена мед и запоена мед, но те неизбежно въвеждат някои нови дефекти:

Вграждане на мед: първо отстранете алуминиевия материал в позицията за вграждане на мед на основата, като изрежете чипове и след това нанесете термичен интерфейсен материал върху дъното на зоната за вграждане на мед, след което медният блок се вгражда в алуминиевата матрица на основата под плътно прилягане и накрая стружки отново се полират. Получава се медно вградена основа с гладка и равна повърхност. Това води до два проблема. Термичният интерфейс на интерфейса мед-алуминий носи допълнително термично съпротивление, интерфейсът на мозайката е в дългосрочно несъответствие на термичното разширение и причинява разхлабване, съществува риск от потъване на вградената мед и риск от рязък спад в производителността на радиатора.

Заваряване на мед: Алуминият обикновено се използва за директно свързване на мед или спояване, а медният материал се комбинира върху основата. Много е трудно директното свързване на мед с алуминий, цената на процеса е висока, а икономическата изгода е ниска; спояването трябва да въведе заваръчни материали и има проблеми като корозия на повърхността, непостоянна топлопроводимост на интерфейса и несъответстващо топлинно разширение.