6 اعتبارات رئيسية لتصميم المشتت الحراري

تنقل المشتتات الحرارية الحرارة الناتجة عن مكون إلكتروني أو تجميع إلى وسط تبريد.يتم نقل الحرارة من منطقة درجة الحرارة المرتفعة (المكون الإلكتروني) إلى منطقة درجة الحرارة المنخفضة (وسط السائل) عن طريق التوصيل أو الحمل الحراري أو الإشعاع أو مزيج من طرق نقل الحرارة هذه.

يتم تحديد أداء هذا المبادل الحراري السلبي من خلال العديد من العوامل ، بما في ذلك سرعة المبرد ، والتوصيل الحراري ، ومواد الواجهة الحرارية ، وطريقة التوصيل.بالنسبة لتطبيق معين ، يمكن تحديد معلمات المشتت الحراري بدقة من خلال النمذجة والتحليل.من خلال هذا المقال ، الشركة المصنعة للمشتت الحراري ستشارك Winshare معك العوامل الستة الرئيسية التي تؤثر على تصميم المشتت الحراري.

1. المقاومة الحرارية

المقاومة الحرارية هي مجموع مقاومة تدفق الحرارة بين القالب والمبرد.تشمل مقاومات تدفق الحرارة المقاومة بين القالب وغطاء المكون ، والمقاومة بين الغلاف والمشتت الحراري (مقاومة الواجهة الحرارية) ، والمقاومة بين المشتت الحراري والسائل المتحرك.لا تؤثر المقاومة الحرارية على التوزيع غير المتجانس للحرارة ، وهي غير مناسبة لأنظمة النمذجة التي لا توجد في حالة توازن حراري.

على الرغم من أن قيمة المقاومة الحرارية تقترب ، إلا أنها تسمح بنمذجة وتحليل الخصائص الحرارية لأجهزة أشباه الموصلات والمشتتات الحرارية.يتم استخدام تحليل تصميمات المشتت الحراري المختلفة لتحديد هندسة ومعلمات المشتت الحراري التي ستحقق أقصى تبديد للحرارة.يمكن تحقيق النمذجة المعقدة للخصائص الحرارية عن طريق ربط المشتت الحراري باستخدام المقاومة الحرارية ثلاثية الأبعاد.

2. المواد

تم تصميم المشتت الحراري باستخدام مواد ذات موصلية حرارية عالية ، مثل الألومنيوم والنحاس.يتمتع النحاس بموصلية حرارية ممتازة ، ومقاومة للكائنات الدقيقة ، والتلوث البيولوجي ، ومقاومة التآكل ، وامتصاص الحرارة.تجعل خصائصه مادة ممتازة للمشتتات الحرارية ، لكنه أغلى ثمناً وأكثر كثافة من الألمنيوم.النحاس و بالوعة الحرارة الألومنيوم لكل منها مزاياها وهي النوعان الأكثر شيوعًا من المشتتات الحرارية.

يتمتع الماس بموصلية حرارية عالية ، مما يجعله مادة مناسبة للتطبيقات الحرارية.تفسر اهتزازاته الشبكية التوصيل الحراري الممتاز.المواد المركبة مثل AlSiC و Dymalloy وسبائك النحاس الزائفة تستخدم بشكل شائع في التطبيقات الحرارية.

3. ترتيب بالوعة الحرارة وشكلها وحجمها وموضعها

يتأثر تدفق وسيط التبريد بشكل كبير بترتيب الزعانف على المشتت الحراري.يساعد التكوين الأمثل على تقليل مقاومة تدفق السوائل ، مما يسمح بمرور المزيد من الهواء عبر الرادياتير.يعتمد أدائها أيضًا على شكل وتصميم زعانفها.يساعد تحسين شكل وحجم الزعانف على زيادة كثافة نقل الحرارة.

4. كفاءة تبديد الحرارة الإلكترونية

يتلقى المشتت الحراري الحرارة من الجهاز الإلكتروني ويتبددها في المبرد المحيط.تتناقص الحرارة المنقولة من الزعانف إلى وسيط التبريد مع زيادة المسافة من قاع المشتت الحراري.يمكن أن يساعد استخدام المواد ذات الموصلية الحرارية العالية وخفض نسبة العرض إلى الارتفاع للزعانف في تحسين الكفاءة الإجمالية للزعانف.

5. مواد الواجهة الحرارية

تزيد عيوب السطح والخشونة والفجوات من مقاومة التلامس الحراري وتقلل من فعالية المحلول الحراري.تزيد هذه العيوب من مقاومة التدفق الحراري عن طريق تقليل منطقة التلامس الحراري بين المكونات الإلكترونية والمشتت الحراري ، وبالتالي تقليل كفاءة المشتت الحراري.يتم تقليل المقاومة الحرارية عن طريق زيادة ضغط الواجهة وتقليل خشونة السطح.في معظم الحالات ، فإن طرق تقليل المقاومة هذه لها قيود.للتغلب على هذه القيود ، يتم استخدام مواد الواجهة الحرارية.عند اختيار مادة واجهة حرارية لتطبيق حراري معين ، يجب مراعاة مقاومة المادة وضغط التلامس وحجم فجوة السطح.

6. طرق تركيب بالوعة الحرارة

يمكن تحسين الأداء الحراري للمشتت الحراري عن طريق اختيار الطريقة المناسبة لربط المشتت الحراري بجهاز أو مكون إلكتروني.يجب أن تأخذ عملية الاختيار في الاعتبار المتطلبات الحرارية والميكانيكية لحل الإدارة الحرارية.تتضمن طرق إرفاق المشتت الحراري القياسية فواصل الأقواس ، ومشابك الزنبرك المسطحة ، والإيبوكسي ، والشريط الموصّل حراريًا.

هذه هي العوامل الستة الرئيسية التي تؤثر على تأثير تبديد الحرارة عند تصميم المشتت الحراري.إذا أردنا تحسين أداء تبديد الحرارة للمشتت الحراري ، فإن الاعتبار الأساسي هو أيضًا العوامل الستة المذكورة أعلاه.إذا كنت ترغب في تحسين تأثير تبديد الحرارة للمشتت الحراري ، يمكنك الرجوع إليها.إذا كنت لا تزال تشعر أنه ليس لديك طريقة للبدء ، فيمكنك الاتصال برسالة أو إرسال بريد إلكتروني للاتصال بـ Winshare ، أحد المحترفين محلول تبريد صناعي مزود.يمكننا أن نقدم لك النصائح الأكثر احترافًا.