سلام! بهعنوان تامینکننده سینکهای حرارتی آلومینیومی دای کاست، اخیراً سؤالات زیادی در مورد اینکه چگونه شکافهای هوا میتوانند با انتقال گرما در این موارد مشکل ایجاد کنند، داشتم. بنابراین، فکر کردم که بنشینم و این وبلاگ را بنویسم تا آنچه را که در این سالها آموخته ام به اشتراک بگذارم.
ابتدا بیایید در مورد اینکه هیت سینک آلومینیومی دایکاست چیست و چه کاری انجام می دهد صحبت کنیم. هیت سینک اساسا وسیله ای است که برای خنک کردن قطعات الکترونیکی از طریق دفع گرما استفاده می شود. دایکاست یک فرآیند تولیدی است که در آن آلومینیوم مذاب تحت فشار زیاد به داخل حفره قالب وارد می شود. این یک هیت سینک با شکل دقیق و رسانایی حرارتی خوب به لطف خواص آلومینیوم ایجاد می کند.
در حال حاضر، شکاف های هوایی. ممکن است با خود فکر کنید: "چقدر هوای کمی بین هیت سینک و قطعه وجود دارد؟" خوب، معلوم می شود که شکاف های هوا می توانند تأثیر بسیار مهمی بر انتقال گرما داشته باشند.
انتقال حرارت چگونه کار می کند
قبل از اینکه به بررسی تأثیرات شکاف های هوا بپردازیم، اجازه دهید به سرعت به نحوه عملکرد انتقال حرارت در یک هیت سینک بپردازیم. سه راه اصلی برای حرکت گرما وجود دارد: رسانایی، همرفت و تابش. در یک هیت سینک، رسانایی حالت اولیه انتقال حرارت است. گرمای قطعه الکترونیکی از طریق مواد هیت سینک (در مورد ما آلومینیوم) هدایت می شود و سپس از طریق همرفت به هوای اطراف پخش می شود.
نقش شکاف های هوایی
شکاف های هوا به عنوان عایق عمل می کنند. هوا در مقایسه با آلومینیوم رسانای ضعیفی برای گرما است. هنگامی که یک شکاف هوا بین هیت سینک و منبع گرما (قطعه الکترونیکی) وجود دارد، مانند این است که دیواری را بر سر راه گرما قرار می دهید که سعی می کنید از آن خارج شود.
فرض کنید یک قطعه الکترونیکی دارید که گرمای زیادی تولید می کند. گرما باید از قطعه به هیت سینک و سپس از هیت سینک به هوا منتقل شود. اما اگر شکاف هوا وجود داشته باشد، سرعت انتقال حرارت به طور قابل توجهی کاهش می یابد. گرما باید از این لایه هوا عبور کند که در انتقال گرما بسیار کندتر است.
به عنوان مثال، اگر هیت سینک سطح ناهمواری داشته باشد و با قطعه تماس کامل نداشته باشد، شکاف های هوایی کوچکی وجود خواهد داشت. این شکاف ها می توانند بازده انتقال حرارت را تا 50 درصد یا بیشتر کاهش دهند. این بدان معناست که کامپوننت داغتر خواهد شد، که میتواند منجر به مجموعهای از مشکلات مانند کاهش عملکرد و طول عمر کوتاهتر شود.
اندازه گیری تاثیر
برای اینکه واقعاً بفهمیم شکاف های هوا چقدر می توانند بد باشند، می توانیم از برخی اندازه گیری های فنی استفاده کنیم. یکی از معیارهای کلیدی مقاومت حرارتی است. مقاومت حرارتی میزان مقاومت یک ماده یا یک سیستم در برابر جریان گرما است. مقاومت حرارتی بالاتر به معنای انتقال حرارت کمتر است.
هنگامی که شکاف های هوا وجود دارد، مقاومت حرارتی بین منبع گرما و سینک گرما افزایش می یابد. این به این دلیل است که هوا در مقایسه با آلومینیوم دارای مقاومت حرارتی بسیار بالاتری است. بنابراین، حتی یک شکاف کوچک هوا می تواند باعث جهش بزرگ در مقاومت حرارتی شود.
بیایید نگاهی به اعداد بیندازیم. در یک موقعیت ایده آل، با تماس کامل بین هیت سینک و قطعه، مقاومت حرارتی ممکن است حدود 0.1 درجه سانتیگراد بر وات (درجه سانتیگراد بر وات) باشد. اما اگر شکافهای هوای قابل توجهی وجود داشته باشد، مقاومت حرارتی میتواند تا 0.5 درجه سانتیگراد بر وات یا بیشتر شلیک کند. این یک تفاوت بزرگ است!
راه های کاهش شکاف هوا
به عنوان یک تامین کننده هیت سینک، من از نزدیک متوجه شده ام که به حداقل رساندن شکاف های هوا چقدر مهم است. در اینجا چند راه وجود دارد که می توانیم این کار را انجام دهیم:
پایان سطح
اطمینان از صاف بودن سطح هیت سینک بسیار مهم است. سطح صاف تماس بهتری با قطعه برقرار می کند و احتمال ایجاد شکاف هوا را کاهش می دهد. ما از تکنیکهای ماشینکاری پیشرفته برای دستیابی به یک سطح بسیار ظریف بر روی هیت سینکهای آلومینیومی ریختهگری استفاده میکنیم.
مواد رابط حرارتی (TIMs)
TIM ها موادی هستند که برای پر کردن شکاف های میکروسکوپی بین هیت سینک و قطعه مورد استفاده قرار می گیرند. آنها هدایت حرارتی بالایی دارند و می توانند انتقال حرارت را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند. انواع مختلفی از TIM ها مانند خمیرهای حرارتی، پدها و مواد تغییر فاز وجود دارد. ما اغلب استفاده از خمیر حرارتی با کیفیت بالا را به مشتریان خود توصیه می کنیم.
نصب مناسب
نحوه نصب هیت سینک بر روی قطعه نیز بسیار مهم است. استفاده از سخت افزار نصب مناسب و اعمال فشار صحیح می تواند از تناسب محکم اطمینان حاصل کند و شکاف های هوا را کاهش دهد. ما دستورالعملهای دقیق نصب را با سینکهای حرارتی خود ارائه میکنیم تا به مشتریان خود کمک کنیم آن را درست انجام دهند.
نمونه های دنیای واقعی
اجازه دهید یک مثال واقعی از چگونگی تأثیر شکاف های هوا بر انتقال گرما را به اشتراک بگذارم. ما یک مشتری داشتیم که از سینک های حرارتی ما در یک سیستم کامپیوتری با کارایی بالا استفاده می کرد. سیستم داغتر از حد انتظار بود و عملکرد شروع به تنزل کرد.
وقتی تنظیمات را بررسی کردیم، متوجه شدیم که شکاف های هوای قابل توجهی بین هیت سینک ها و پردازنده ها وجود دارد. هیت سینک ها به اشتباه نصب شده بودند و سطح آن آنطور که باید صاف نبود.
توصیه می کنیم از خمیر حرارتی با کیفیت بالا استفاده کنید و هیت سینک ها را به درستی نصب کنید. پس از انجام این تغییرات، دمای سیستم حدود 20 درجه سانتیگراد کاهش یافت و عملکرد به طور قابل توجهی بهبود یافت.
فرآیندهای مرتبط
اگر به هیت سینک های آلومینیومی دایکاست علاقه مند هستید، ممکن است بخواهید برخی از فرآیندهای مرتبط را نیز بررسی کنید. به عنوان مثال،آندایزینگ قطعات آلومینیومی دایکاستمی تواند مقاومت در برابر خوردگی و ظاهر سینک های حرارتی را بهبود بخشد. وریخته گری قطعات آلومینیومی کوچکاگر به هیت سینک های سفارشی یا اجزای دیگر نیاز دارید مفید است. همچنین،قطعات خودرو ریخته گری دایکستینگنشان می دهد که ریخته گری در صنایع مختلف چقدر می تواند همه کاره باشد.
نتیجه گیری
در نتیجه، شکافهای هوا میتوانند تأثیر بسیار زیادی بر انتقال حرارت سینکهای حرارتی آلومینیومی دایکاست داشته باشند. آنها می توانند مقاومت حرارتی را افزایش دهند، راندمان انتقال حرارت را کاهش دهند و باعث داغتر شدن اجزا شوند. اما با انجام اقداماتی برای کاهش شکافهای هوا، مانند بهبود سطح، استفاده از مواد رابط حرارتی و نصب مناسب، میتوانیم اطمینان حاصل کنیم که سینکهای حرارتی تا حد امکان کارآمد هستند.
اگر در بازار هیت سینک های آلومینیومی دایکاست با کیفیت بالا هستید و می خواهید از انتقال حرارت بهینه اطمینان حاصل کنید، مایلیم با شما گپ بزنیم. چه در حال کار بر روی یک سیستم کامپیوتری، یک برنامه کاربردی خودرو یا هر پروژه دیگری که نیاز به اتلاف گرمای موثر دارد، ما می توانیم راه حل های مناسبی را برای شما ارائه دهیم. برای شروع بحث در مورد نیازهای خود با ما تماس بگیرید و بیایید با هم برای حل چالش های انتقال حرارت شما کار کنیم!
مراجع
- Incropera، FP، و De Witt، DP (2001). مبانی انتقال حرارت و جرم جان وایلی و پسران
- هولمن، جی پی (2002). انتقال حرارت مک گراو هیل.
