6 اعتبارات رئيسية لتصميم المشتت الحراري

تلعب المشتتات الحرارية دورًا حيويًا في نقل الحرارة الناتجة عن المكونات الإلكترونية إلى وسط التبريد. تتضمن هذه العملية نقل الحرارة من المناطق ذات درجة الحرارة المرتفعة (المكون الإلكتروني) إلى المناطق ذات درجة الحرارة المنخفضة (الوسط السائل) من خلال التوصيل أو الحمل الحراري أو الإشعاع أو مزيج من هذه الطرق.

تتأثر فعالية هذا المبادل الحراري السلبي بعدة عوامل، بما في ذلك سرعة سائل التبريد، والتوصيل الحراري، ومواد الواجهة الحرارية، وطرق الاتصال. لتخصيص المشتت الحراري لتطبيقات محددة، يمكن تحديد المعلمات الدقيقة من خلال النمذجة والتحليل. في هذه المقالة، تشارك شركة Winshare Thermal، إحدى الشركات الرائدة في تصنيع المشتتات الحرارية، ستة عوامل حاسمة تؤثر على تصميم المشتت الحراري.

1. المقاومة الحرارية

تشير المقاومة الحرارية إلى المقاومة التراكمية لتدفق الحرارة بين القالب والمبرد. وهذا يشمل المقاومة من:

· مكون السكن

· غلاف المشتت الحراري (مقاومة الواجهة الحرارية)

· المشتت الحراري للسائل المتحرك

في حين أن المقاومة الحرارية توفر تقريبًا لنمذجة الخصائص الحرارية، إلا أنها غير مناسبة للأنظمة التي ليست في حالة توازن حراري. ومع ذلك، فإن تحليل تصميمات المشتت الحراري المختلفة يمكن أن يساعد في تحديد الأشكال الهندسية والمعلمات التي تزيد من تبديد الحرارة. يمكن لتقنيات النمذجة المتقدمة، مثل شبكات المقاومة الحرارية ثلاثية الأبعاد، أن تعزز تحليل الخصائص الحرارية.

2. المواد

يعد اختيار المواد ذات الموصلية الحرارية العالية أمرًا بالغ الأهمية لتصميم المشتت الحراري الفعال. تشمل المواد الشائعة ما يلي:

· النحاس: يوفر توصيلًا حراريًا ممتازًا، ومقاومة الكائنات الحية الدقيقة، والتآكل. ومع ذلك، فهو أكثر كثافة وأكثر تكلفة من الألومنيوم.

· الألومنيوم: يعد الألومنيوم خفيف الوزن وفعال من حيث التكلفة خيارًا شائعًا آخر للمشتتات الحرارية.

يتم أيضًا استخدام مواد أخرى، مثل الماس والمواد المركبة (مثل AlSiC وDymalloy وسبائك النحاس والتنغستن الزائفة) في التطبيقات الحرارية نظرًا لخصائصها الحرارية المفضلة.

3. ترتيب المشتت الحراري وشكله وحجمه وموضعه

يؤثر تكوين الزعانف على المشتت الحراري بشكل كبير على تدفق وسط التبريد. يعمل الترتيب الأمثل على تقليل مقاومة تدفق السوائل، مما يسمح بمرور المزيد من الهواء عبر الرادياتير. يؤثر شكل وتصميم الزعانف أيضًا على الأداء؛ تحسين شكلها وحجمها يمكن أن يزيد من كثافة نقل الحرارة.

4. كفاءة تبديد الحرارة الإلكترونية

يمتص المشتت الحراري الحرارة من الجهاز الإلكتروني ويبددها في سائل التبريد المحيط. تقل كفاءة نقل الحرارة مع المسافة من قاعدة المشتت الحراري. لتعزيز الكفاءة الإجمالية، استخدم مواد ذات موصلية حرارية أعلى وتقليل نسبة العرض إلى الارتفاع للزعانف.

5. مواد الواجهة الحرارية (TIMs)

يمكن أن تؤدي عيوب السطح والخشونة والفجوات إلى زيادة مقاومة التلامس الحراري، مما يؤثر سلبًا على فعالية المحلول الحراري. تقلل هذه العيوب من مساحة التلامس الحراري بين المكونات الإلكترونية والمشتت الحراري، وبالتالي تقليل الكفاءة. وللتخفيف من ذلك، يتم استخدام مواد الواجهة الحرارية. عند اختيار TIM، ضع في اعتبارك عوامل مثل المقاومة وضغط التلامس وحجم الفجوات السطحية.

6. طرق تركيب المشتت الحراري

يمكن تحسين الأداء الحراري للمشتت الحراري عن طريق اختيار طريقة التوصيل المناسبة للمشتت الحراري بالمكون الإلكتروني. ضع في اعتبارك المتطلبات الحرارية والميكانيكية عند اختيار الطريقة. تتضمن تقنيات التثبيت الشائعة الفواصل بين الأقواس، والمشابك الزنبركية المسطحة، والإيبوكسي، والشريط الموصل للحرارة.

خاتمة

تعتبر هذه العوامل الستة حاسمة لتحسين تبديد الحرارة في تصميم المشتت الحراري. لتحسين أداء المشتت الحراري لديك، ركز على هذه الاعتبارات. إذا كنت بحاجة إلى إرشادات أو مساعدة من الخبراء، فلا تتردد في التواصل مع Winshare، المزود المحترف لحلول التبريد الصناعي. نحن هنا لتقديم المشورة والدعم الأكثر موثوقية.