हीटसिंक उत्पादन में कोल्ड स्प्रे टेक्नोलॉजी का अनुप्रयोग कैसे होता है

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण संचालन के दौरान गर्मी उत्पन्न करते हैं, जिससे प्रदर्शन और विश्वसनीयता में कमी आती है। उच्च तापीय ऊर्जा खपत वाले आईसी घटक आमतौर पर गर्मी का संचालन करने और जंक्शन तापमान को अधिकतम स्वीकार्य सीमा से अधिक होने से बचाने के लिए हीट सिंक पर निर्भर करते हैं। सिलिकॉन आधारित सेमीकंडक्टर चिप पर हीट सिंक स्थापित करना और अंततः हवा या तरल के माध्यम से चिप की गर्मी को नष्ट करना इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक सामान्य शीतलन विधि है। इन रेडिएटर्स को आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम सामग्री, या तांबे और एल्यूमीनियम सामग्री के संयोजन का उपयोग करके अलग से संसाधित किया जाता है।

तांबे में एल्यूमीनियम की तुलना में अधिक तापीय चालकता होती है, और प्रति इकाई आयतन में इसकी ताप अपव्यय क्षमता एल्यूमीनियम से बेहतर होती है। वजन और लागत के प्रभाव को छोड़कर, तांबा हीट सिंक के लिए पसंदीदा सामग्री है। एल्यूमीनियम सामग्री में कम तापीय चालकता होती है, इसलिए एल्यूमीनियम रेडिएटर गर्मी को जल्दी से नष्ट नहीं कर सकते हैं, जिसके लिए बड़े सतह क्षेत्र और उच्च पंखों की आवश्यकता होती है। कई कॉम्पैक्ट अनुप्रयोगों में, विशेष रूप से उन प्रणालियों में जो उच्च शक्ति घनत्व का पीछा करते हैं, एल्यूमीनियम रेडिएटर सबसे अच्छा विकल्प नहीं हैं।

हीट सिंक में एक बेस शामिल होता है जो हीट सोर्स चिप के संपर्क में आता है, साथ ही स्टैम्पिंग, वेल्डिंग, एक्सट्रूज़न, टूथ कटिंग और चिपिंग जैसी विनिर्माण विधियों के माध्यम से बेस के ऊपर जुड़े पंख भी शामिल होते हैं। आधार चिप से संपर्क करता है, चिप से गर्मी को अवशोषित करता है और इसे पंखों तक ले जाता है। पंख जितना संभव हो सके सतह क्षेत्र को बढ़ाने की कोशिश करते हैं, वायु ताप विनिमय दक्षता में तेजी लाते हैं, और अंततः चिप से गर्मी को दूर ले जाते हैं। उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण अक्सर चिप्स पर तेजी से गर्मी उत्पन्न करते हैं। यदि हीट सिंक एक एल्यूमीनियम बेस है, तो बेस की हीट ट्रांसफर गति पंखों की सतह पर गर्मी को जल्दी से फैलाने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि होगी और हीट सिंक का अपर्याप्त शीतलन प्रदर्शन होगा।
अपर्याप्त ताप प्रसार गति की समस्या को हल करने के लिए एल्यूमीनियम रेडिएटर बेस के पूरे या आंशिक क्षेत्र को बेहतर तापीय चालकता वाली तांबे की सामग्री से बदला जा सकता है। यह मिश्रित हीट सिंक बेस चिप हीट को तेजी से संचालित करने के लिए तांबे का उपयोग करता है, जबकि पंख अभी भी एल्यूमीनियम से बने होते हैं, जो तेजी से थर्मल प्रसार और लागत-प्रभावशीलता दोनों प्राप्त कर सकते हैं।

कोल्ड स्प्रे तकनीक एक अत्यधिक नवीन सतह कोटिंग और एडिटिव निर्माण प्रक्रिया है जिसका उपयोग तांबे और एल्यूमीनियम को जोड़ने और बॉन्डिंग वेल्डिंग और ब्रेज़िंग से संबंधित समस्याओं को दूर करने के लिए किया जा सकता है। शीत छिड़काव प्रक्रिया सामग्री के पिघलने बिंदु से काफी नीचे तापमान पर सब्सट्रेट की सतह पर पाउडर कणों को ठोस अवस्था में जमा कर सकती है, इस प्रकार उच्च तापमान के कारण होने वाली सामान्य समस्याओं, जैसे उच्च तापमान ऑक्सीकरण, थर्मल तनाव और सूक्ष्म से बचा जा सकता है। चरण परिवर्तन. शीत छिड़काव एक पाउडर आधारित प्रसंस्करण तकनीक है जहां माइक्रोन आकार के पाउडर कणों को नोजल में सुपरसोनिक संपीड़ित गैस द्वारा त्वरित किया जाता है, जिससे उच्च गति वाले पाउडर कण सब्सट्रेट से टकराते हैं, जिससे प्लास्टिक विरूपण होता है और सब्सट्रेट के साथ जुड़ाव होता है। सीएस प्रक्रिया में उत्पादन का समय कम होता है और बड़े पैमाने पर या स्थानीयकृत जमाव निर्माण के लचीले चयन की अनुमति मिलती है।

जैसा कि सर्वविदित है, हीट सिंक प्रदर्शन आमतौर पर थर्मल प्रतिरोध मूल्यों के आधार पर निर्धारित किया जाता है। थर्मल प्रतिरोध रेडिएटर द्वारा खर्च की गई बिजली की प्रत्येक इकाई के लिए परिवेश के तापमान से ऊपर रेडिएटर के शीर्ष पर तापमान का एक माप है। थर्मल प्रतिरोध मान जितना कम होगा, समान शीतलन वातावरण में पंखों के शीर्ष पर तापमान उतना ही कम होगा, और रेडिएटर का शीतलन प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा। कोल्ड स्प्रे निर्माण मिश्रित रेडिएटर्स की उत्पादन लागत एल्यूमीनियम रेडिएटर्स की तुलना में थोड़ी अधिक है, लेकिन वजन और लागत तांबे रेडिएटर्स की तुलना में कम है। एल्यूमीनियम रेडिएटर में तांबे की एक परत जोड़ने से उत्पादन लागत पर सीधा प्रभाव पड़ता है, लेकिन लाभ यह है कि इससे रेडिएटर का थर्मल प्रतिरोध 48% तक कम हो जाएगा।