방열판 생산에 콜드 스프레이 기술을 어떻게 적용합니까?
전자 장치는 작동 중에 열이 발생하여 성능과 신뢰성이 저하됩니다. 열 소비량이 더 높은 IC 구성 요소는 일반적으로 방열판을 사용하여 열을 전도하고 최대 허용 한계를 초과하는 접합 온도를 방지합니다. 실리콘 기반 반도체 칩에 방열판을 설치해 칩의 열을 공기나 액체를 통해 최종적으로 방출하는 것은 전자 기기의 일반적인 냉각 방법이다. 이러한 라디에이터는 일반적으로 구리 또는 알루미늄 재료를 사용하여 별도로 처리되거나 구리와 알루미늄 재료의 조합을 사용하여 처리됩니다.
구리는 알루미늄보다 열전도율이 높고, 단위 부피당 방열 능력도 알루미늄보다 우수합니다. 무게와 비용의 영향을 제외하면 구리가 방열판에 선호되는 재료입니다. 알루미늄 소재는 열전도율이 낮기 때문에 알루미늄 라디에이터는 열을 충분히 빠르게 발산할 수 없으므로 더 넓은 표면적과 더 높은 핀이 필요합니다. 많은 소형 애플리케이션, 특히 높은 전력 밀도를 추구하는 시스템에서 알루미늄 라디에이터는 최선의 선택이 아닙니다.
방열판은 열원 칩과 접촉하는 베이스와 스탬핑, 용접, 압출, 톱니절단, 치핑 등의 제조방법을 통해 베이스 위에 연결되는 핀으로 구성됩니다. 베이스는 칩과 접촉하여 칩의 열을 흡수하여 핀으로 전달합니다. 핀은 표면적을 최대한 늘리고 공기 열교환 효율을 가속화하여 궁극적으로 칩에서 열을 빼앗으려고 합니다. 고전력 전자 장치는 종종 칩에서 빠르게 열을 발생시킵니다. 방열판이 알루미늄 베이스인 경우 베이스의 열 전달 속도가 핀 표면으로 열을 빠르게 확산시키기에 충분하지 않아 방열판의 내열성이 증가하고 냉각 성능이 부족할 수 있습니다.
알루미늄 라디에이터 베이스의 전체 또는 일부 영역을 열전도율이 더 좋은 구리 소재로 교체하여 열 확산 속도가 부족한 문제를 해결할 수 있습니다. 이 복합 방열판 베이스는 구리를 사용하여 칩 열을 빠르게 전도하는 동시에 핀은 여전히 알루미늄으로 만들어져 빠른 열 확산과 비용 효율성을 모두 달성할 수 있습니다.
콜드 스프레이 기술은 구리와 알루미늄을 연결하고 용접 및 브레이징 접합과 관련된 문제를 극복하는 데 사용할 수 있는 매우 혁신적인 표면 코팅 및 적층 가공 공정입니다. 콜드 스프레이 공정은 재료의 녹는점보다 훨씬 낮은 온도에서 기판 표면에 고체 상태의 분말 입자를 증착할 수 있으므로 고온 산화, 열 응력 및 마이크로 현상과 같은 고온으로 인해 발생하는 일반적인 문제를 피할 수 있습니다. 위상 변화. 콜드 스프레이는 미크론 크기의 분말 입자가 노즐의 초음속 압축 가스에 의해 가속되어 고속 분말 입자가 기판과 충돌하여 소성 변형을 일으키고 기판과 결합하는 분말 기반 처리 기술입니다. CS 공정은 생산 시간이 더 짧고 대규모 또는 국부적인 증착 구성을 유연하게 선택할 수 있습니다.
잘 알려진 바와 같이 방열판 성능은 일반적으로 열 저항 값을 기준으로 정량화됩니다. 열 저항은 라디에이터에서 소비되는 각 전력 단위에 대해 주변 온도보다 높은 라디에이터 상단의 온도를 측정한 것입니다. 열 저항 값이 낮을수록 동일한 냉각 환경에서 핀 상단의 온도가 낮아지고 라디에이터의 냉각 성능이 향상됩니다. 콜드 스프레이 제조 복합 라디에이터의 생산 비용은 알루미늄 라디에이터보다 약간 높지만 무게와 비용은 구리 라디에이터보다 낮습니다. 알루미늄 라디에이터에 구리 층을 추가하면 생산 비용에 직접적인 영향을 주지만 라디에이터의 열 저항이 48% 감소한다는 이점이 있습니다.
