Teknologi Semburan Sejuk dalam pembuatan heatsink

Peranti elektronik menjana haba semasa operasi, membawa kepada penurunan prestasi dan kebolehpercayaan. Komponen IC dengan penggunaan kuasa haba yang lebih tinggi biasanya bergantung pada sink haba untuk mengalirkan haba dan mengelakkan suhu simpang melebihi had maksimum yang dibenarkan. Memasang sink haba pada cip semikonduktor berasaskan silikon dan akhirnya menghilangkan haba cip melalui udara atau cecair ialah kaedah penyejukan biasa untuk peranti elektronik. Radiator ini biasanya diproses secara berasingan menggunakan bahan tembaga atau aluminium, atau gabungan bahan tembaga dan aluminium.

Tembaga mempunyai kekonduksian terma yang lebih tinggi daripada aluminium, dan kapasiti pelesapan haba per unit isipadu adalah lebih tinggi daripada aluminium. Tidak termasuk pengaruh berat dan kos, tembaga adalah bahan pilihan untuk sink haba. Bahan aluminium mempunyai kekonduksian terma yang rendah, jadi radiator aluminium tidak dapat menghilangkan haba dengan cukup cepat, memerlukan kawasan permukaan yang lebih besar dan sirip yang lebih tinggi. Dalam banyak aplikasi padat, terutamanya dalam sistem yang mengejar ketumpatan kuasa tinggi, radiator aluminium bukanlah pilihan terbaik.

Sinki haba termasuk tapak yang bersentuhan dengan cip sumber haba, serta sirip yang disambungkan di atas tapak melalui kaedah pembuatan seperti pengecapan, kimpalan, penyemperitan, pemotongan gigi dan serpihan. Pangkalan menyentuh cip, menyerap haba dari cip dan mengalirkannya ke sirip. Sirip cuba meningkatkan luas permukaan sebanyak mungkin, mempercepatkan kecekapan pertukaran haba udara, dan akhirnya menghilangkan haba dari cip. Peranti elektronik berkuasa tinggi sering menjana haba dengan cepat pada cip. Jika sink haba ialah tapak aluminium, kelajuan pemindahan haba tapak mungkin tidak mencukupi untuk meresap haba dengan cepat ke permukaan sirip, mengakibatkan peningkatan rintangan haba dan prestasi penyejukan sink haba yang tidak mencukupi.
Seluruh atau sebahagian kawasan tapak radiator aluminium boleh digantikan dengan bahan tembaga dengan kekonduksian terma yang lebih baik untuk menyelesaikan masalah kelajuan penyebaran haba yang tidak mencukupi. Pangkalan sink haba komposit ini menggunakan kuprum untuk mengalirkan haba cip dengan cepat, manakala sirip masih diperbuat daripada aluminium, yang boleh mencapai kedua-dua resapan haba yang cepat dan keberkesanan kos.

Teknologi Cold Spray ialah proses pembuatan salutan permukaan dan bahan tambahan yang sangat inovatif yang boleh digunakan untuk menyambungkan tembaga dan aluminium serta mengatasi masalah yang berkaitan dengan kimpalan ikatan dan pematerian. Proses penyemburan sejuk boleh memendapkan zarah serbuk dalam keadaan pepejal pada permukaan substrat pada suhu jauh di bawah takat lebur bahan, dengan itu mengelakkan masalah biasa yang disebabkan oleh suhu tinggi, seperti pengoksidaan suhu tinggi, tekanan haba, dan mikro. transformasi fasa. Penyemburan sejuk ialah teknologi pemprosesan berasaskan serbuk di mana zarah serbuk bersaiz mikron dipercepatkan oleh gas mampat supersonik dalam muncung, menyebabkan zarah serbuk berkelajuan tinggi berlanggar dengan substrat, menyebabkan ubah bentuk plastik dan ikatan dengan substrat. Proses CS mempunyai masa pengeluaran yang lebih singkat dan membolehkan pemilihan fleksibel pembinaan pemendapan berskala besar atau setempat.

Seperti yang diketahui, prestasi sink haba biasanya dikira berdasarkan nilai rintangan haba. Rintangan terma ialah ukuran suhu di bahagian atas radiator di atas suhu ambien bagi setiap unit kuasa yang dilesapkan oleh radiator. Semakin rendah nilai rintangan haba, semakin rendah suhu di bahagian atas sirip dalam persekitaran penyejukan yang sama, dan semakin baik prestasi penyejukan radiator. Kos pengeluaran radiator komposit pembuatan semburan sejuk adalah lebih tinggi sedikit daripada radiator aluminium, tetapi berat dan kosnya lebih rendah daripada radiator tembaga. Menambah lapisan tembaga pada radiator aluminium mempunyai kesan langsung ke atas kos pengeluaran, tetapi faedahnya ialah ia akan mengurangkan rintangan haba radiator sebanyak 48%.