Heat Sink Basic Tutvustus

Elektroonikatehnoloogia arenguga on elektroonikakomponentide efektiivsus suhteliselt paranenud, samuti suureneb soojushulk.

Nende normaalsete töötingimuste säilitamiseks on tõhus soojuse hajutamine üsna oluline. Jahutusradiaator elektrikomponentide töö käigus tekkiva soojuse hajutamiseks ja nende töö efektiivsuse parandamiseks.

Radikason enamasti valmistatud alumiiniumisulamist, messingist või pronksist plaadi, lehe või mitme lehe kujul. Näiteks arvuti CPU keskseade, teleri toitetoru ja liinitoru ning võimsusvõimendi võimsusvõimendi toru kasutavad kõik jahutusradiaatoreid.

Soojusülekande tüübid:

1. Looduskonvektsioon: vedeliku ebaühtlasest temperatuuriväljast tingitud vool, mis ei sõltu välisjõududest, nagu pumbad või ventilaatorid.

2. Jõukonvektsioon: vedeliku või gaasi konvektsioon välisjõu mõjul.

(Jahutusradiaator koos ventilaatoriga)

3. Vedeljahutus:Kasutage pumpa vedeliku ringlemiseks soojustorus ja soojuse hajutamiseks.

(Vedeljahutusplaat)

Jahutusradiaatori ajalugu

Teatavasti määrab elektroonikaseadmete töötemperatuur nende kasutusea ja stabiilsuse. Selleks, et hoida arvuti töötemperatuuri mõistlikus vahemikus, tuleb läbi viia soojuse hajutamine. Arvutite arvutusvõimsuse suurenemisega on energiatarbimise ja soojuse hajumise probleem muutunud üha enam vältimatuks probleemiks.

Arvuti peamised soojusallikad on protsessor, emaplaat, graafikakaart ja muud komponendid, näiteks kõvaketas. Märkimisväärne osa nende töö käigus tarbitud elektrienergiast muundatakse soojuseks. Eriti praeguse tipptasemel graafikakaardi puhul võib see kergesti jõuda 200 W energiatarbimiseni ja selle sisemiste komponentide küttevõimsust ei saa alahinnata. Selle stabiilse töö tagamiseks on rohkem vaja soojust tõhusalt hajutada.

Esimene põlvkond - ajastu ilma soojuse hajumise kontseptsioonita

1995. aasta novembris tõi voodoo graafikakaardi sünd meie nägemuse 3D-maailma. Sellest ajast alates on arvutil peaaegu sama 3D-töötlusvõime kui arkaadil, luues tõelise 3D-töötlustehnoloogia ajastu. Sellest ajast alates on graafikakiipide areng kontrolli alt väljunud. Tuuma töösagedust on suurendatud 100 MHz-lt 900 MHz-ni ja tekstuuri täitmiskiirus on tõusnud 100 miljonilt sekundis 42 miljardile sekundis (GTX480). Sellise suure jõudluse muutuse taustal on kuumus väga suur.

Graafikakaardile rakendatakse ka jahutusseadmeid, nagu õhkjahutus, soojustoru ja pooljuhtjahutuskiip. Täna tutvustame tavaliste graafikakaartide jahutusseadmete arengut ja trendi.

Voodoo graafikakaardi esmakordsel käivitamisel puudusid soojuse hajutamise võimalused ja südamiku parameetrid olid meile avatud. Võrreldes praeguse peavoolu graafikakaardiga, ei räägitud tol ajal GPU-st. Graafikakaardi põhituumakiibi töötlemisvõimsus on isegi nõrgem kui praegusel võrgukaardil, seega on kuumus peaaegu null ja soojuse hajutamise vajadus peaaegu puudub.

Teine põlvkond – jahutusradiaatori kasutamine

1997. aasta augustis sisenes NVIDIA uuesti 3D-graafikakiibi turule ja lasi välja NV3 ehk Riva 128 graafikakiibi. Riva 128 on 128-bitine 2D- ja 3D-kiirendatud graafika tuum, mille südamiku sagedus on 60 MHz. Südamiku kuumutamine on järk-järgult muutunud probleemiks ja jahutusradiaatori kasutamine on ametlikult sisenenud graafikakaartide valdkonda.

Kolmas põlvkond -- saabub õhkjahutuse ja soojuse hajumise ajastu

tnt2 vabastamine oli nagu raske kuul, mis tulistas 3dfxi südamesse. Tuumsagedus on 150MHz, mis toetab peaaegu kõiki sel ajal 3D-kiirenduse funktsioone, sealhulgas 32-biti renderdamist, 24-bitist z-puhvrit, anisotroopset filtreerimist, panoraam-antialiasi, riistvara kumera nõgusa kaardistamist, jne Jõudluse suurendamine tähendab kütte suurenemist, kuid tehnoloogias pole suurt edasiminekut. Endiselt kasutatakse 0,25 mikronit, nii et jahutusradiaatori passiivne meetod ei vasta enam praegustele nõuetele, graafikakaardil hakatakse kasutama aktiivne jahutusrežiim.

Jahutussüsteem twinturbo-ii (teise põlvkonna täielikult kaetud kahe turbiiniga jahutusventilaator), jahutusribid katavad täielikult kogu graafikakaardi. Käivitamisel läheb õhk välja ja läbi kahe ventilaatori ühes suunas sisse, mis suudab tõhusalt kiibi ja videomälu soojuse kiiresti ära võtta. Lisaks võivad kaks kuullaagriga ventilaatorit tõhusalt müra vähendada ja metallist soojuseraldusvõrk pikendab kasutusiga.

Kuigi kiire ventilaator on parim viis soojuse hajumise probleemi lahendamiseks, ei talu mõned sõbrad 3D-mänge nautides ventilaatori müra. Õnneks lahendab soojustorude tehnoloogia rakendamine selle probleemi.

Tavaliselt koosneb see südamiku soojuse neeldumisplokist, tagumisest soojuse neeldumisplokist, kahest suure pindalaga jahutusradiaatorist ja soojustorust. Passiivse soojusjuhtivusseadmena kannab soojustoru sisemise töövedeliku faasioleku muutuse kaudu kiiresti soojust soojust neelavast sektsioonist soojust eraldavasse sektsiooni ja naaseb seejärel sisemisele kapillaarstruktuurile toetudes soojust absorbeerivasse sektsiooni. . See liigub edasi-tagasi ilma energiatarbimise ja mürata.

Lisaks on sellel tugev soojusjuhtivus. See realiseerib kiire soojusülekande piiratud ruumis, et suurendada soojuse hajumise ala, see on tõhus vahend passiivse soojuse hajumise efekti oluliseks parandamiseks. Sellel soojuse hajutamise meetodil on aga endiselt puudusi, kuna soojuse hajumise võime pole piisavalt tugev ja seda saab kasutada ainult keskmise otsa kaardil. Kui seda tehnoloogiat kasutatakse tipptasemel, tuleb lisada ventilaator.

Soojuse hajumise arvutamise põhimõte

Üldine soojuse hajumise meetod on seadme paigaldamine jahutusradiaatorile, jahutusradiaator hajutab soojuse õhku ja soojus hajub lõpuks loomuliku konvektsiooni kaudu.

Üldiselt võib soojusvoogu (P) radiaatorist õhku esitada järgmiselt:

Valemis P=HA η △ T

H on jahutusradiaatori kogu soojusjuhtivus (w / cm2 kraadi),

A on jahutusradiaatori pindala (cm2),

η Jahutusradiaatori tõhususe tagamiseks

△T on jahutusradiaatori maksimaalse temperatuuri ja keskkonnatemperatuuri vahe (kraad).

Ülaltoodud valemis on h määratud kiirguse ja konvektsiooniga (looduslik konvektsioon, sundkonvektsioon ja materjal)

η Selle määrab peamiselt kasutatud jahutusradiaatori materjali suurus ja paksus. Üldiselt on kõrge soojusjuhtivusega materjalid, nagu alumiinium (2,12 w/cm² kraad) ja vask (3,85 w/cm² kraad), üsna kehvad.

η Määratakse jahutusradiaatori komponendi järgi. (jahutusradiaatori struktuuri mõju)

Ühesõnaga, mida suurem on jahutusradiaatori pindala ning suurem temperatuuride erinevus jahutusradiaatori ja ümbritseva keskkonna vahel, seda tõhusam on jahutusradiaatori soojuskiirgus.

Kuumakindlus

Parameeter:

Rt-----Kogu sisetakistus, kraad /W

Rtj---- Pooljuhtseadmete sisemine soojustakistus, kraad /W

Rtc----- pooljuhtseadme ja jahutusradiaatori liidese soojustakistus, kraad /W

Rtf{0}} Jahutusradiaatori kuumakindlus, kraad /W

Tj----- Pooljuhtseadme ristmiku temperatuur, kraad

Tc----- Pooljuhtseadme kesta temperatuur, kraad

Tf----- Jahutusradiaatori temperatuur, kraad

Ta----- Keskkonnatemperatuur, kraad

Arvuti----- Pooljuhtseadmete teenindusvõimsus, W

△Tfa----- Jahutusradiaatori temperatuuri tõus, kraad

Soojuse hajumise arvutamise valem

Rtf=(Ti-TA)/Pc-Rti-RTC

Jahutusradiaatori soojustakistus RFF on jahutusradiaatori valimisel peamine alus. TJ ja RTJ on pooljuhtseadmete poolt pakutavad parameetrid, PC on projekteerimisel nõutavad parameetrid ja RTC leiate termodisaini erialaraamatutest.

(1) Arvutatud summaarne soojustakistus Rt:

Rt=(Timax-Ta)/tk

(2) Arvutage jahutusradiaatori soojustakistus RTF või temperatuuri tõus △ TFA

RTF=RTJ – RTC

△Tfa=Rtf × PC

(3) Vastavalt jahutusradiaatori töötingimustele (looduslik jahutus või sundõhujahutus) valige jahutusradiaator vastavalt RT või △ TFA ja PC ning kontrollige valitud soojuse hajumise kõverat (RTF kõver või △ TA joon) radikas. Kui kõveralt leitud väärtus on väiksem kui arvutatud väärtus, leitakse sobiv jahutusradiaator.

Soojusjuhtivus

Soojusjuhtivus tähendab pikkuseühiku ja K kohta, kui palju w energiat saab edastada, ühik: w / m.

"W" tähistab toiteühikut, "m" tähistab pikkuseühiku meetrit ja "K" on absoluutse temperatuuri ühik.

Mida suurem väärtus, seda parem on soojusjuhtivus.

AL6063: tavaline materjal alumiiniumi ekstrusiooniks

AL6061: CNC metalli töötlemine:

AL1100 või AL1050: AL fin tavaline materjal

C1100: Cu fin tavaline materjal

C1020: tavaline soojustoru materjal

ADC12 või ADC 10 või A380: survevalumaterjal

Jahutusradiaatori klassifikatsioon

1. Vastavalt kasutatud materjalile võib selle jagada järgmisteks osadeks:

a. Alumiiniumist jahutusradiaator

b. Vasest jahutusradiaator

c. Vasest alumiiniumist kombineeritud jahutusradiaator

d. Soojustoru fin

2. Vastavalt tootmisprotsessile võib selle jagada järgmisteks osadeks:

a. Ekstrudeeritud jahutusradiaatorid

See on suurepärane soojust hajutav materjal, mida kasutatakse laialdaselt kaasaegses soojuse hajutamises, enamik tootjaid kasutab AL6063-T5 kvaliteetset alumiiniumi, selle puhtus võib ulatuda üle 98%, sellel on tugev soojusjuhtivus, madal tihedus ja madal. hind, nii et seda on eelistanud suuremad tootjad.

b. Sepistamise ja valamise jahutusradiaator:

Tavaliselt kasutatakse LED-is, kuju: jahutusradiaator ümara tihvtiga

c. AL skiving fin jahutusradiaator

Eelised: soojuse hajumise ala (lahendab alumiiniumist pressitud jahutusradiaatori probleemi, kuna rib on liiga tihe)

Puudused: sobib väikeste partiide tootmiseks, kõrge hind (võrreldes alumiiniumist pressitud jahutusradiaatoriga)

d. Vase jahutusradiaator:

Eelised: hea soojuse hajutamise jõudlus, mis lahendab vase ekstrusiooni probleemi.

Puudused: kõrge hind, suur kaal, kõrge kõvadus, raskesti töödeldav (võrreldes AL-ga)

g. Jahutusradiaator koos sisetükiga vask

Eelised: madal hind ja masstootmine

Puudused: struktuur

Seda kasutatakse enamasti arvuti CPU jaoks. Kontaktosa muudetakse vaskplokiks. Vasel on kiire soojuse neeldumise ja soojusjuhtivuse energia

Tugeva jõu omadustega suudab see kiiresti viia pinnale vaskplokki suurel hulgal protsessori töö käigus tekkivat soojusenergiat ja vaseplokk on tihedalt ühendatud alumiiniumist pressitud jahutusradiaatoriga, nii et suur hulk soojusenergiat saab difundeeruvad kiiresti alumiiniumist pressitud jahutusradiaatorisse ja eemaldatakse ventilaatori pöörlemisel.

i. liimitud jahutusradiaator

Eelised:

Seda tehnoloogiat saab meelevaldselt kombineerida ja sobitada vasest ja alumiiniumist ribide ning vasest ja alumiiniumist aluspõhjaga ning see võib tõhusalt vältida ka uute soojustakistuse puudusi, mis on põhjustatud erinevate keevituspastade ebaühtlasest soojusjuhtivusest keevitusprotsessis, suure suurusega jahutusradiaator võib olla toodetud.

Puudused:

Muutke klientidele soojuslahenduste valikulisus ja mitmekesisus. Kuid selle töötlemise eripära tõttu on masstootmise kulud endiselt liiga kõrged.

Jahutusplaat

Jahutusplaadi disain:

Jahutusplaat on kompaktne ja õhuke plaadikujuline, mille sees on vedelikukanalid, mis tekitavad vedeliku ja jahutusplaadi vahel konvektsiooni ning hajutavad jahutusplaadi pinnal olevate suure võimsusega elektrooniliste komponentide soojusenergiatarbimist. .

Jahutusplaadi rakenduse eeliseks on see, et see suudab hajutada rohkem soojust pinnaühiku kohta, nii et jahutusradiaatori struktuuri saab miniatuurseks muuta. Jahutussüsteemi puuduseks on see, et seda tuleb kasutada vedela keskkonnaga süsteemis, hooldus on keeruline ja komponentide töökindlus on kõrge.

Vesijahutusplaadi projekteerimise alus

P: energiatarve

Tc, Tj: Tc viitab jahutusradiaatori pinnatemperatuurile, Tj tähistab kiibi ristmiku temperatuuri.

Tina: vee sisselasketemperatuur

Δ TC: jahutusradiaatori pinnatemperatuuri tõus, Δ T=(Tc-Tin)/P

Tout: väljalaskevee temperatuur

△ TW: sisse- ja väljalaskevee temperatuuri tõus, △ TW=Tout-Tin

Ta: Keskkonna temperatuur

Vedelik: EGW x% või PGW x% või vesi

△ ts: iga jahutusradiaatori pinnal oleva kiibi temperatuuride erinevus

Rõhk: vedelik Rõhulangus

Usaldusväärsusvesijahutusplaat

1) Tugevus – toode vastab konstruktsioonilise kasutamise nõuetele

2) Surve püsimise test - toode vastab süsteemis kõrge rõhu all töötamise tihendamise nõuetele

3) Lekkekatse - toode vastab teatud rõhutingimustel ajaühiku lekke nõuetele

4) Korrosioonikindluse nõuded - tootes kasutatud toorained vastavad aastatepikkuse korrosioonikindluse ja lekke puudumise nõuetele

5) Vibratsiooninõuded - toode vastab teatud vibratsioonitingimustes tihendamise nõuetele. Ja konstruktsioon ei ole kahjustatud, tihedus ei vähene.

6) Muu, näiteks tasapinnalisus, karedus, kruvi tõmbejõud, kruvi eelkoormus jne

Vesijahutusplaadi töötlemistehnoloogia:

1) CNC kanali tüüp: CNC (soonkeevitus) + argooni kaarkeevitus, CNC (soonte tegemine) + kõvajoodisjootmine, CNC (soonte tegemine) + vaakumjoodisjootmine, CNC (soonte) + hõõrdkeevitus, CNC (soonte tegemine) + O-rõngas

2) Sügavate aukude töötlemise vorm: püstolipuur + argoonkeevitus, püstolipuur + keerdtükk + argoonkeevitus, püstolipuur + O-rõngas, püstolipuur + keerdtükk + O-rõngas

3) Valuvorm: gravitatsioonivalu maetud toru, gravitatsioonivalu + argoonkeevitus · gravitatsioonivalu + kõvajoodisjootmine, gravitatsioonivalu + vaakumjoodisjootmine, gravitatsioonivalu + hõõrdkeevitus

4) Keevitusspiraal: CNC alumiiniumplaat + vasktoru + epoksiid, CNC alumiiniumplaat + terastoru + epoksiid, CNC alumiiniumplaat + vasktoru + tinakeevitus

5) Üliõhukese vesijahutusplaadi protsess: laia lametoru keevitamine, stantsimislehtede difusioonkeevitus, stantsimislehtede jootmine, stantsimislehtede vaakumjoodisjootmine

6) Ekstrudeeritud veeplaadi vorm: massiivi šundi auguga veeplaat, üliõhuke aku vesijahutusplaat

Pinnatöötlus

1. Liivaprits

Liivaprits on meetod, mis kasutab suruõhku kvartsliiva suurel kiirusel väljapuhumiseks detailide pinna puhastamiseks. Seda nimetatakse ka liivapuhumiseks. See mitte ainult ei eemalda roostet, vaid eemaldab ka õli. Katmiseks sobib väga hästi detailide pinnalt rooste eemaldamiseks; Muutke detaili pinda; Teraskonstruktsiooni ülitugev poltühendus on täiustatud meetod. Kuna ülitugev ühendus kasutab jõu ülekandmiseks ühenduspindade vahelist hõõrdumist, on sellel kõrged nõuded liitepinna kvaliteedile. Vuugipinda tuleb töödelda liivapritsiga.

Liivapritsi kasutatakse keeruka kuju, kergesti eemaldatava rooste käsitsi, madala efektiivsuse ja halva töökeskkonna jaoks.

Liivapuhastusmasinal on erinevate spetsifikatsioonidega liivapritsipüstolid. Kuni tegemist pole eriti väikese kastiga, võib püstoli kuivama panna.

Surveanuma tugitooted----pea kasutab liivapritsi, et eemaldada töödeldava detaili pinnalt oksiidne nahk. Kvartsliiva läbimõõt on 1,5–3,5 mm.

On olemas teatud tüüpi töötlemine, mis kasutab vett kandjana, et juhtida smirgel osade töötlemiseks, mis on üks liivapritsiga töötlemisest.

2.Alumiiniumisulamite pinnatöötlus

1). Alumiiniumisulami galvaniseerimisprotsess

Alumiiniumi ja selle sulamite keemiliste ja füüsikaliste omaduste tõttu on alumiiniumist osade galvaniseerimine palju keerulisem kui terasest aluspinnal, mistõttu tuleb läbi viia mõned eritöötlused. Järgmine on autode alumiiniumsulamist velje rummu galvaniseerimisprotsessi voog

Poleerimine - haavelpeenimine (selektiivne) → ultraheli vahaeemaldus → vesipesu → leeliseline söövitus ja õli eemaldamine → vesipesu → happega söövitamine (valgus välja) → vesipesu → tsinkkastmine → vesipesu → tsinkimine → vesipesu → tsinkimine → vesipesu → galvaniseerimine tume nikkel → vesipesu → happehele vask I → vesipesu → poleerimine → ultraheli vaha eemaldamine → vesipesu → katoodne elektrolüütiline õli eemaldamine → vesipesu → aktiveerimine → vesipesu → poolhele nikkel → kõrge väävlisisaldusega nikkel → hele nikkel → nikkel tihendamine → vesipesu → kroomimine → vesipesu

2). Alumiiniumsulami elektrivaba plaadistusprotsess

Tootjad aktsepteerivad selle suurepärase jõudluse tõttu üha enam alumiiniumisulami elektrivaba nikeldamist. Elektroonilise nikkeliga katmist tuntakse ka kui nikkelfosforiga katmist. Alumiiniumisulamist pind (arvuti jahutusradiaator, kõvaketas jne) kasutab järgmist protsessi

Tavatemperatuuri keemiline rasvaärastus → voolava vee puhastamine x 2 → termiline rasvaärastus → voolava vee puhastamine x 2 → leeliseline korrosioon → voolava vee puhastamine x 3 → hapestamine → voolava vee puhastamine x 2 → esmane tsinki kastmine → voolava vee puhastamine x 2 → 20% lämmastikhape → voolava vee puhastamine × 3 → sekundaarne tsinkkastmine → voolava vee puhastamine x3 → (1-5%) ammoniaagi eelkastmine → eelkastmine nikkel → voolava vee puhastamine x2 → puhas vesi → keskmise fosforisisaldusega hele keemiline nikkel või kõrge fosforisisaldusega hele keemiline nikkel → voolava veega puhastamine x3 → passiveerimine → voolava veega puhastamine x3 → kuivatamine ja kuivatamine → ülevaatus → pakendamine

Elektrooniliste komponentide, näiteks pooljuhtseadmete pinnal olev alumiiniumsubstraat vajab keevitamise vajaduse tõttu sageli elektrivaba nikeldamist ja elektrivaba kullaga katmist. Protsessi käik on järgmine:

Rasvaärastus → leeliseline söövitus → poleerimine → esimene tsinkkastmine → tsingitustamine → eeltöötluslahus → teine ​​tsinkkastmine → elektrooniline nikeldamine → marineerimise eeltöötlus → elektrooniline kullamine → lõpptöötlus

3. Passiveerimine

Passiveerimine on metalli töötlemine nitriti-, nitraadi-, kromaadi- või dikromaadilahuses, et moodustada metalli pinnale kromaadi passiveerimiskile kiht. Seda kasutatakse sageli tsink- ja kaadmiumkatete järeltöötlusena, et parandada katete korrosioonikindlust, värviliste metallide kaitset ja värvikilede nakkumist.

Alumiiniumi ja alumiiniumisulami passiveerimisprotsess:

Alumiiniumi ja selle sulamite kromaattöötlus võib saada teise keemilise muunduskile, mis erineb täielikult anodeerimisest. Selle koostis on sama, mis tsingi ja kaadmiumi kromaatkilel, mis on kroomi kompleksühend.

Erinevus alumiiniumanoodi ja kromaadi vahel --- Juhtiv ja mittejuhtiv

Alumiiniumist ekstrusiooniga jahutusradiaatori levinud viimistlus: 1. Puhastamine 2. Anodeerimine 3. Kromaat

Vasest jahutusradiaatori tavaliselt kasutatav viimistlus: oksüdatsioonivastane

4. Nikeldamine

Nikeldamise meetodit metallile või mõnele mittemetallile elektrolüütiliste või keemiliste meetodite abil nimetatakse nikeldamiseks. Nikeldamine hõlmab galvaniseerimist ja elektrivaba nikeldamist.

Galvaneerimine toimub elektrolüüdis, mis koosneb niklisoolast, juhtivast soolast, PH puhvrist ja märgavast ainest, anoodiks kasutatakse metallist niklit. Alalisvoolu rakendamisel sadestatakse kaetud osadele ühtlane ja tihe nikeldatud kiht. Hele nikkel saadakse valgendiga plaadistuslahusest, tume nikkel aga ilma valgendita elektrolüüdist.

Elektrivaba katmist nimetatakse ka autokatalüütiliseks plaadistamiseks. Spetsiifiline protsess viitab protsessile, mille käigus metalliioonid vesilahuses redutseeritakse redutseerijaga ja sadestatakse teatud tingimustel tahke maatriksi pinnale. ASTM b374 (Ameerika testimise ja materjalide selts) definitsiooni kohaselt on autokatalüütiline katmine "metallilise katte sadestamine kontrollitud keemilise redutseerimise teel, mida katalüüsib sadestav metall või sulam". See protsess erineb nihutamisest. Kattekihti saab pidevalt paksendada ja kaetud metallil endal on ka katalüütiline võime.

Hea joodetavuse tõttu kasutatakse elektrivaba nikeldamist tavaliselt soojuse hajutamise tööstuses.

Kuum tags: Heat Sink Basic Tutvustus, Hiina, tarnijad, tootjad, tehas, kohandatud, tasuta proov, valmistatud Hiinas