Hogyan alkalmazható a Cold Spray technológia a hűtőborda gyártásában?
Az elektronikus eszközök működés közben hőt termelnek, ami a teljesítmény és a megbízhatóság csökkenéséhez vezet. A nagyobb hőfogyasztású IC-komponensek jellemzően hűtőbordákra támaszkodnak a hővezetés érdekében, és elkerülik, hogy a csatlakozási hőmérséklet túllépje a megengedett maximális határértéket. A hűtőborda szilícium alapú félvezető chipre történő felszerelése, és végül a chip hőjének levegőn vagy folyadékon keresztül történő elvezetése az elektronikus eszközök általános hűtési módja. Ezeket a radiátorokat általában külön-külön dolgozzák fel, réz vagy alumínium anyagok, vagy réz és alumínium anyagok kombinációjával.
A réz hővezető képessége nagyobb, mint az alumíniumé, és térfogategységenkénti hőleadási képessége jobb, mint az alumíniumé. A súly és a költség hatásától eltekintve a réz a hűtőbordák előnyben részesített anyaga. Az alumínium anyagok alacsony hővezető képességgel rendelkeznek, ezért az alumínium radiátorok nem tudják elég gyorsan elvezetni a hőt, nagyobb felületet és magasabb bordákat igényelnek. Számos kompakt alkalmazásban, különösen a nagy teljesítménysűrűséget igénylő rendszerekben, az alumínium radiátorok nem a legjobb választás.
A hűtőborda tartalmaz egy alapot, amely érintkezik a hőforrás chippel, valamint az alap fölé olyan gyártási módszerekkel csatlakoztatott bordákat, mint a bélyegzés, hegesztés, extrudálás, fogvágás és forgácsolás. Az alap érintkezik a chippel, elnyeli a forgács hőjét és elvezeti a bordákhoz. A bordák igyekeznek a lehető legnagyobb mértékben megnövelni a felületet, felgyorsítani a levegő hőcsere hatásfokát, és végső soron elvenni a forgács hőjét. A nagy teljesítményű elektronikus eszközök gyakran gyorsan hőt termelnek a chipeken. Ha a hűtőborda alumínium alap, akkor előfordulhat, hogy az alap hőátadási sebessége nem elegendő ahhoz, hogy a hőt gyorsan szétterjessze a bordák felületére, ami megnövekedett hőállóságot és a hűtőborda elégtelen hűtési teljesítményét eredményezi.
Az alumínium radiátor aljzatának teljes vagy részleges területe kicserélhető jobb hővezető képességű rézanyaggal az elégtelen hődiffúziós sebesség problémájának megoldására. Ez a kompozit hűtőborda-alap rezet használ a forgácshő gyors vezetésére, míg a bordák továbbra is alumíniumból készülnek, ami gyors hődiffúziót és költséghatékonyságot is biztosít.
A Cold Spray technológia egy rendkívül innovatív felületbevonat és adalékos gyártási eljárás, amely réz és alumínium összekapcsolására, valamint a ragasztási hegesztéssel és keményforrasztással kapcsolatos problémák leküzdésére használható. A hideg permetezési eljárás során szilárd halmazállapotú porszemcsék rakódnak le az aljzat felületére az anyag olvadáspontja alatti hőmérsékleten, így elkerülhetők a magas hőmérséklet által okozott gyakori problémák, mint például a magas hőmérsékletű oxidáció, termikus stressz és mikro. fázistranszformáció. A hidegpermetezés egy por alapú feldolgozási technológia, ahol a mikron méretű porszemcséket a fúvókában lévő szuperszonikus sűrített gáz felgyorsítja, aminek következtében a nagy sebességű porszemcsék összeütköznek az aljzattal, plasztikus deformációt és tapadást okozva az aljzathoz. A CS eljárás rövidebb gyártási idővel rendelkezik, és lehetővé teszi a nagy léptékű vagy helyi lerakódási konstrukciók rugalmas kiválasztását.
Mint ismeretes, a hűtőborda teljesítményét általában a hőellenállási értékek alapján határozzák meg. A hőellenállás a radiátor tetején a környezeti hőmérséklet feletti hőmérséklet mértéke a radiátor által disszipált teljesítmény minden egységére vonatkozóan. Minél alacsonyabb a hőellenállás értéke, annál alacsonyabb a hőmérséklet a bordák tetején ugyanabban a hűtési környezetben, és annál jobb a radiátor hűtési teljesítménye. A hideg permetezésű kompozit radiátorok gyártási költsége valamivel magasabb, mint az alumínium radiátoroké, de a tömeg és a költség alacsonyabb, mint a réz radiátoroké. Egy rézréteg hozzáadása az alumínium radiátorhoz közvetlen hatással van a gyártási költségekre, de előnye, hogy 48%-kal csökkenti a radiátor hőellenállását.
