Resource Center
Communication and sharing promote growth
Joining Hands for Development!

Sfide di progettazione termica e produzione di dissipatori di calore
2024.04.30 laney.zhao@walmate.com

La tendenza alla miniaturizzazione dei dispositivi elettronici aumenta di giorno in giorno. Allo stesso tempo, la richiesta di più funzioni e prestazioni più elevate ha ulteriormente promosso la riduzione delle dimensioni di ogni livello di confezionamento, con conseguente rapido aumento della densità di potenza.


  微信图片_20240430150233.png


       La miniaturizzazione delle apparecchiature si basa originariamente su considerazioni di riduzione dei costi. Le soluzioni termiche aumenteranno direttamente il peso, il volume e il costo del prodotto senza alcun vantaggio funzionale, ma garantiscono l'affidabilità del prodotto.Un'efficace dissipazione del calore è fondamentale per il funzionamento stabile e l'affidabilità a lungo termine dei prodotti elettronici mantenendo le temperature dei componenti entro limiti specificati.

Da un lato, il risultato della miniaturizzazione delle apparecchiature è che il margine di progettazione diventa sempre più piccolo e la tolleranza per una progettazione eccessiva diventa sempre più bassa.D’altro canto, la tendenza generale alla miniaturizzazione ha dato vita a modelli geometrici sempre più disordinati e complessi, approfondendo la stretta integrazione dei componenti meccanici e dei componenti elettronici nei prodotti. Il risultato è che lo spazio del flusso è notevolmente compresso, limitando così la portata del calore convettivo dissipazione, rendendo La struttura del dissipatore di calore, il materiale centrale del design termico, è diventata più complessa.

Il dissipatori di calore è il componente di miglioramento della dissipazione del calore più comunemente utilizzato nella progettazione termica delle apparecchiature elettroniche. Il principio di miglioramento è quello di aumentare l'area di scambio termico Durante la progettazione, la densità del flusso di calore della fonte di calore, i requisiti di temperatura dei componenti di riscaldamento , le dimensioni dello spazio interno del prodotto, l'installazione del dissipatori di calore, il design dell'aspetto e altri requisiti.

Le prestazioni del dissipatori di calore sono influenzate da molti fattori quali materiale, dimensioni geometriche, planarità del fondo, resistenza termica, trattamento superficiale, metodi di installazione e fissaggio, temperatura e umidità dell'ambiente di lavoro.


  1. Materiale del dissipatori di calore


I materiali principali dei dissipatori di calore sono: alluminio, lega di alluminio, rame, ferro, ecc.L'alluminio è l'elemento metallico più abbondante in natura. È leggero, ha una forte resistenza alla corrosione e un'elevata conduttività termica, che lo rendono molto adatto come materia prima per i dissipatori di calore.L'aggiunta di alcuni metalli all'alluminio per formare una lega di alluminio può aumentare notevolmente la durezza del materiale.La grafite ha le proprietà di conduttività elettrica e termica dei materiali metallici e allo stesso tempo ha una plasticità simile alla plastica organica e viene inoltre utilizzata in elettronica, comunicazioni, illuminazione e altri campi.


微信图片_20240430150306.png


2. Processo di produzione del dissipatori di calore


La tecnologia di lavorazione del dissipatori di calore comprende principalmente CNC, estrusione di alluminio, skiving, modellatura di ingranaggi, ecc:


Estrusione di alluminio: i dissipatori di calore per estrusione di alluminio sono realizzati riscaldando lingotti di alluminio a circa 460°C, consentendo all'alluminio semisolido di fluire attraverso una matrice di estrusione con scanalature ad alta pressione ed estrudendo la forma iniziale del dissipatori di calore, quindi tagliando e ulteriore lavorazione .Il processo di estrusione dell'alluminio non può garantire con precisione la planarità e gli altri requisiti dimensionali del radiatore, pertanto richiede solitamente un'ulteriore lavorazione nella fase successiva.

 

Skiving: I skiving sono realizzati spalando lunghe strisce di piastre metalliche (solitamente lega di alluminio o lega di rame) con una certa angolazione per tagliare il materiale in pezzi e raddrizzarli. Taglio ripetuto per formare una struttura a pinna diritta rispetto all'estrusione processo, il vantaggio dei skiving è che può lavorare radiatori con una densità di alette maggiore e un rapporto multiplo di altezza dei dissipatori di calore.


Formatura degli ingranaggi: la lavorazione del radiatore per la modellatura degli ingranaggi consiste nell'inserire i denti nella piastra di base del radiatore e utilizzare la saldatura con colla, la brasatura o l'estrusione per collegare i denti alla base; molto importante, se non maneggiato correttamente, si può formare una certa resistenza termica di contatto, influenzando le prestazioni di dissipazione del calore del radiatore ad ingranaggi. Inserimento delle alette: la lavorazione del dissipatore di calore inserito con alette consiste nell'inserire le alette nella piastra di base del dissipatore di calore e collegare le alette alla piastra di base mediante saldatura adesiva, brasatura o estrusione. La combinazione di alette e base dell'aletta. dissipatore di calore inserito è molto importante. Se non maneggiato correttamente, potrebbe formarsi una certa resistenza termica di contatto, che influenzerà le prestazioni di dissipazione del calore del dissipatore di calore inserito con alette.


微信图片_20240430150341.png

3. Trattamento superficiale del dissipatori di calore

Le leghe di alluminio si ossidano facilmente nell'aria (formando pellicole di ossido di alluminio), ma questo strato di ossido naturale non è denso, ha una debole resistenza alla corrosione ed è soggetto a contaminazione in base a requisiti quali estetica, resistenza alla corrosione e migliori prestazioni di dissipazione del calore; , I radiatori in metallo richiedono un trattamento superficiale I processi comuni di trattamento superficiale includono: anodizzazione, sabbiatura, nichelatura chimica e verniciatura a forno, ecc.;


Anodizzazione: il principio dell'anodizzazione è essenzialmente l'elettrolisi dell'acqua. L'alluminio o la lega di alluminio vengono utilizzati come anodo in una soluzione dielettrica e il processo di utilizzo dell'elettrolisi per formare una pellicola di ossido di alluminio sulla superficie è chiamato anodizzazione dell'alluminio o lega di alluminio; Successivamente, l'emissività superficiale del dissipatori di calore aumenterà e la capacità di dissipazione del calore della radiazione termica verrà migliorata. L'anodizzazione può mantenere o modificare il colore dell'alluminio/lega di alluminio e i dissipatori di calore sono per lo più anodizzati neri;


Sabbiatura: la sabbiatura si riferisce al processo di utilizzo dell'aria compressa come potenza e dell'impatto del flusso di sabbia ad alta velocità per pulire e irruvidire la superficie del radiatore. Attraverso l'impatto e l'effetto di taglio sulla superficie, questo processo non solo può rimuovere il ruggine sulla superficie del dissipatori di calore, ecc. Tutto lo sporco viene rimosso e la superficie del prodotto può mostrare una lucentezza metallica uniforme.

   

Nichelatura chimica: la nichelatura chimica è un processo di deposito di una lega di nichel da una soluzione acquosa sulla superficie di un oggetto; è caratterizzata da elevata durezza superficiale, buona resistenza all'usura, rivestimento uniforme e bello e forte resistenza alla corrosione perché il rame e l'alluminio non può essere saldato direttamente, quindi è necessaria la nichelatura chimica prima di poter eseguire la saldatura utilizzando la saldatura e altri processi.

     

Cottura della vernice: La cottura della vernice consiste nell'aggiungere uno speciale rivestimento ad alte prestazioni chiamato Teflon alla superficie del dissipatori di calore attraverso l'alta temperatura (280 ℃ ~ 400 ℃). Rende la superficie del dissipatori di calore antiaderente, resistente al calore e all'umidità. resistente, resistente all'usura e alla corrosione Rispetto al tradizionale processo di verniciatura a spruzzo, la vernice in cottura presenta vantaggi in termini di aspetto e conduttività termica. Tuttavia, i dissipatore di calore heatpipe sono soggetti a espansione e deformazione a causa delle alte temperature, quindi a bassa temperatura. La vernice per cottura a temperatura deve essere utilizzata appositamente durante la cottura.


微信图片_20240430150407.png

       Man mano che la potenza da elaborare continua ad aumentare, i dissipatori di calore iniziano ad essere abbinati a tubi di calore, alette e altri dispositivi per formare moduli di raffreddamento ad alte prestazioni e compaiono radiatori raffreddati ad acqua con una maggiore efficienza di dissipazione del calore.


Aggiorneremo regolarmente la tecnologia e le informazioni sulla progettazione termica e sulla leggerezza e le condivideremo con voi come riferimento. Grazie per il tuo interesse per Walmate.