कोल्ड स्प्रे प्रक्रिया के माध्यम से कम तापीय प्रतिरोध / कम लागत वाले समग्र रेडिएटर का निर्माण

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण संचालन के दौरान गर्मी उत्पन्न करते हैं, जिससे प्रदर्शन और विश्वसनीयता में कमी आती है। बड़ी थर्मल पावर खपत वाले आईसी घटक आमतौर पर जंक्शन तापमान को अधिकतम स्वीकार्य सीमा से अधिक होने से रोकने के लिए गर्मी का संचालन करने के लिए गर्मी सिंक का उपयोग करते हैं।

सिलिकॉन-आधारित सेमीकंडक्टर चिप पर हीट सिंक स्थापित करना और अंत में हवा या तरल के माध्यम से चिप की गर्मी को समाप्त करना इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक सामान्य शीतलन विधि है। ये रेडिएटर आमतौर पर अकेले तांबे या एल्यूमीनियम या तांबे और एल्यूमीनियम के संयोजन से बने होते हैं।

कॉपर रेडिएटर महंगे होते हैं, लेकिन एल्यूमीनियम रेडिएटर्स में अपर्याप्त तापीय चालकता होती है

तांबे की तापीय चालकता एल्यूमीनियम की तुलना में अधिक है, और प्रति इकाई मात्रा में गर्मी अपव्यय क्षमता एल्यूमीनियम की तुलना में बेहतर है। वजन और लागत के प्रभाव को छोड़कर, तांबा गर्मी सिंक के लिए पसंदीदा सामग्री है। एल्युमीनियम में कम तापीय चालकता होती है, इसलिए एल्यूमीनियम रेडिएटर पर्याप्त तेजी से गर्मी को नष्ट नहीं कर सकते हैं, और बड़े सतह क्षेत्र और उच्च पंखों की आवश्यकता होती है। कई कॉम्पैक्ट अनुप्रयोगों में, विशेष रूप से उच्च शक्ति घनत्व प्रणालियों की खोज में, एल्यूमीनियम रेडिएटर सबसे अच्छा विकल्प नहीं हैं।

हमें कॉपर-एल्यूमीनियम मिश्रित रेडिएटर की आवश्यकता क्यों है?

रेडिएटर में एक आधार शामिल होता है जो गर्मी स्रोत चिप से संपर्क करता है, और वेल्डिंग, एक्सट्रूज़न, गियर काटने और फावड़ा बनाने जैसी निर्माण विधियों द्वारा आधार के ऊपर जुड़ा हुआ पंख। आधार चिप से संपर्क करता है, चिप की गर्मी को अवशोषित करता है और इसे पंखों तक पहुंचाता है। पंख सतह क्षेत्र को बढ़ाने की कोशिश करते हैं, वायु ताप विनिमय दक्षता को तेज करते हैं, और अंत में चिप की गर्मी को दूर करते हैं।

उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण अक्सर चिप को बहुत जल्दी गर्म कर देते हैं। यदि गर्मी सिंक एक एल्यूमीनियम आधार है, तो आधार की गर्मी हस्तांतरण गति गर्मी को फिन की सतह पर जल्दी से फैलाने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी सिंक के थर्मल प्रतिरोध में वृद्धि और शीतलन अपर्याप्त प्रदर्शन होता है।

अपर्याप्त गर्मी प्रसार गति की समस्या को हल करने के लिए एल्यूमीनियम रेडिएटर बेस के पूरे या आंशिक क्षेत्र को बेहतर तापीय चालकता के साथ तांबे की सामग्री से बदला जा सकता है। इस तरह का एक समग्र हीट सिंक बेस चिप से गर्मी का संचालन करने के लिए तांबे का उपयोग करता है, और पंख अभी भी एल्यूमीनियम हैं, जो तेजी से गर्मी प्रसार और लागत-प्रभावशीलता दोनों प्राप्त कर सकते हैं।

कंपोजिट रेडिएटर्स के निर्माण के लिए पारंपरिक तकनीक के नुकसान

गर्मी चालन में सुधार के लिए एल्यूमीनियम रेडिएटर बेस में तांबा जोड़ना, सामान्य तरीके तांबे एम्बेडेड और सोल्डर तांबे हैं, लेकिन वे अनिवार्य रूप से कुछ नए दोष पेश करते हैं:

कॉपर एम्बेडिंग: पहले चिप्स को काटकर आधार पर तांबे की एम्बेडिंग स्थिति में एल्यूमीनियम सामग्री को हटा दें, और फिर तांबे के एम्बेडिंग क्षेत्र के तल पर थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री लागू करें, फिर तांबे के ब्लॉक को आधार के एल्यूमीनियम मैट्रिक्स में एम्बेडेड किया जाता है। कसकर फिट, और अंत में चिप्स को फिर से पॉलिश किया जाता है। एक चिकनी और सपाट सतह के साथ तांबे से जड़ा हुआ आधार प्राप्त होता है। इससे दो समस्याएं आती हैं। कॉपर-एल्यूमीनियम इंटरफ़ेस की थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री अतिरिक्त थर्मल प्रतिरोध लाती है, मोज़ेक इंटरफ़ेस एक दीर्घकालिक थर्मल विस्तार बेमेल में है और ढीलेपन का कारण बनता है, इसमें एम्बेडेड तांबे के डूबने का जोखिम होता है, और एक तेज गिरावट का जोखिम होता है हीट सिंक का प्रदर्शन।

वेल्डिंग कॉपर: एल्युमीनियम का उपयोग आमतौर पर कॉपर या ब्रेजिंग के डायरेक्ट बॉन्डिंग के लिए किया जाता है, और कॉपर सामग्री को बेस पर जोड़ा जाता है। तांबे को सीधे एल्यूमीनियम के साथ बांधना बहुत मुश्किल है, प्रक्रिया लागत अधिक है, और आर्थिक लाभ कम है; टांकना वेल्डिंग सामग्री को पेश करना चाहिए, और इंटरफेसियल जंग, इंटरफेस की असंगत तापीय चालकता और बेमेल थर्मल विस्तार जैसी समस्याएं हैं।