Як застосовується технологія холодного розпилення у виробництві радіаторів
Електронні пристрої під час роботи виділяють тепло, що призводить до зниження продуктивності та надійності. Компоненти IC з вищим споживанням теплової енергії зазвичай покладаються на радіатори для проведення тепла та запобігання перевищенню температури з’єднання максимально допустимої межі. Встановлення радіатора на кремнієвий напівпровідниковий чіп і кінцеве розсіювання тепла чіпа повітрям або рідиною є поширеним методом охолодження електронних пристроїв. Ці радіатори зазвичай обробляються окремо з використанням мідних або алюмінієвих матеріалів або комбінації мідних і алюмінієвих матеріалів.
Мідь має вищу теплопровідність, ніж алюміній, і її тепловіддача на одиницю об'єму перевершує алюміній. За винятком впливу ваги та вартості, мідь є кращим матеріалом для радіаторів. Алюмінієві матеріали мають низьку теплопровідність, тому алюмінієві радіатори не можуть достатньо швидко розсіювати тепло, тому потрібна більша площа поверхні та вищі ребра. У багатьох компактних системах, особливо в системах, які прагнуть до високої щільності потужності, алюмінієві радіатори не є найкращим вибором.
Радіатор містить основу, яка контактує з мікросхемою джерела тепла, а також ребра, з’єднані над основою за допомогою таких методів виробництва, як штампування, зварювання, екструзія, різання зубів і сколювання. Основа контактує з чіпом, поглинає тепло від чіпа та проводить його до ребер. Ребра намагаються максимально збільшити площу поверхні, прискорити ефективність теплообміну повітря та, зрештою, відвести тепло від чіпа. Електронні пристрої високої потужності часто швидко виділяють тепло на мікросхемах. Якщо радіатор є алюмінієвою основою, швидкість теплопередачі основи може бути недостатньою для швидкого розповсюдження тепла на поверхню ребер, що призведе до підвищення теплостійкості та недостатньої ефективності охолодження радіатора.
Всю або часткову площу алюмінієвої основи радіатора можна замінити мідним матеріалом з кращою теплопровідністю, щоб вирішити проблему недостатньої швидкості дифузії тепла. Ця композитна основа радіатора використовує мідь для швидкого відведення тепла мікросхеми, тоді як ребра все ще виготовлені з алюмінію, завдяки чому можна досягти як швидкого розповсюдження тепла, так і економічності.
Технологія холодного розпилення — це високоінноваційний процес виготовлення поверхневих покриттів і добавок, який можна використовувати для з’єднання міді та алюмінію та подолання проблем, пов’язаних зі зварюванням і пайкою. Процес холодного розпилення може осідати частинки порошку в твердому стані на поверхні підкладки при температурах, значно нижчих за точку плавлення матеріалу, таким чином уникаючи типових проблем, спричинених високою температурою, таких як високотемпературне окислення, термічний стрес і мікро фазове перетворення. Холодне розпилення — це технологія обробки на основі порошку, при якій частинки порошку мікронного розміру прискорюються надзвуковим стисненим газом у соплі, що призводить до зіткнення високошвидкісних частинок порошку з підкладкою, викликаючи пластичну деформацію та з’єднання з підкладкою. Процес CS має менший час виробництва та дозволяє гнучко вибирати великомасштабне або локалізоване осадження.
Як відомо, продуктивність радіатора зазвичай кількісно визначають на основі значень теплового опору. Термічний опір – це міра температури у верхній частині радіатора вище температури навколишнього середовища для кожної одиниці потужності, що розсіюється радіатором. Чим нижче значення термічного опору, тим нижча температура у верхній частині ребер у тому самому охолоджувальному середовищі, і тим краща ефективність охолодження радіатора. Собівартість виробництва композитних радіаторів холодного розпилення дещо вища, ніж у алюмінієвих радіаторів, але вага та вартість нижчі, ніж у мідних радіаторів. Додавання шару міді до алюмінієвого радіатора безпосередньо впливає на витрати виробництва, але перевага полягає в тому, що це зменшить термічний опір радіатора на 48%.
