Drsnost povrchu chladiče: Nejlepší průvodce (Ra, výkon a měření)
Drsnost chladiče
Při navrhování odvodu tepla elektronických produktů se mnoho lidí zaměřuje na materiály (hliník, měď) a struktury (žebra, čepová žebra, vytlačování vs. kování za studena), ale často přehlíží detail - drsnosti povrchu chladiče.
Drsnost povrchu přímo ovlivňuje tepelnou vodivost, kontaktní tepelný odpor a dokonce i účinnost přenosu tepla prouděním vzduchu, takže ji nelze ignorovat u vysoce-výkonného návrhu odvodu tepla.
Jaká je drsnost chladiče?
Drsnost povrchu (Ra, Arithmetic Average Roughness) se vztahuje k průměrné hodnotě mikrodrsnosti na povrchu obrobku, vyjádřené v μm (mikrometrech).
U chladičů existují hlavně dva typy:
1. Drsnost spodního kontaktního povrchu: rozhraní, kde se chladič přímo dotýká čipu/napájecího zařízení.
2. Drsnost povrchu žeber: Povrch odvodu tepla chladiče souvisí s přenosem tepla prouděním vzduchu.
Vliv drsnosti povrchu na výkon chladiče
1. Tepelné rozhraní (dole)
Nadměrná drsnost může vést k nedostatečné kontaktní ploše, zvýšenému tepelnému odporu a snížené účinnosti tepelné vodivosti.
Obvykle se vyžaduje: Ra menší nebo rovno 1,6 μm a některé vysoce{1}}výkonné aplikace dokonce vyžadují Ra menší nebo rovné 0,8 μm v kombinaci s materiálem tepelného rozhraní (TIM).
2. Žebra pro odvod tepla (povrch)
Mírná drsnost je prospěšná pro zvýšení narušení proudění vzduchu a zlepšení konvekčního přenosu tepla.
Příliš hladké → omezená účinnost konvekce.
Příliš hrubý → prach se s větší pravděpodobností přilne a-dlouhodobě se sníží výkon odvádění tepla.
Obecně může být řízena v rozsahu Ra 3,2-6,3 μm.
Běžné výrobní procesy a úrovně drsnosti
| Procesní metoda | Drsnost (Ra, mm) | Charakteristika |
| Vytlačování | 3.2-6.3 | Nízká cena, hrubý povrch žeber, vyžadující dodatečné{0}}zpracování ke zlepšení spodního povrchu |
| Kování za studena | 1.6-3.2 | Vysoká hustota a dobrá hladkost povrchu |
| Odlévání pod tlakem | 3.2-12.5 | Může vytvářet složité tvary, ale drsnost povrchu je vysoká a tepelná vodivost je mírně špatná |
| CNC obrábění | 1.6-3.2 | Vysoká přesnost a běžně se používá pro sekundární obrábění spodní plochy |
| Broušení/leštění | 0.4-0.8 | Vysoké požadavky na výkon pro zlepšení kontaktního povrchu třísek |
Jak změřit drsnost povrchu chladičů?
1. Stylus Profilometer
Pomocí jehly klouzejte po povrchu obrobku, změřte změnu výšky a zadejte hodnotu Ra.
Vysoká přesnost a toto je nejběžnější metoda.
2. Optická interferometrie
Analýza povrchových fluktuací pomocí optického skenování je vhodná pro detekci ultra hladkých povrchů.
3. Souřadnicový měřicí stroj (CMM) s povrchovým modulem
Lze kombinovat s měřením velikosti a detekcí drsnosti.
4. Mikroskopická analýza
Pomocí elektronového mikroskopu pozorovat mikrostrukturu a kvalitativně analyzovat drsnost povrchu.
Závěr
Drsnost chladiče, i když jde o detail, hraje zásadní roli v tepelném managementu:
Čím menší je drsnost spodního povrchu, tím lépe (pro zajištění tepelného kontaktu).
Povrch žeber je středně drsný (zlepšující přenos tepla konvekcí).
Různé techniky zpracování určují úroveň drsnosti a při návrhu je nutné komplexně zvážit jak výkon, tak cenu.
U aplikací s vysokým{0}}výkonem se doporučuje věnovat pozornost materiálu, struktuře, drsnosti a procesu při výběru chladičů a kontrolovat je pomocí spolehlivých testovacích metod, abyste dosáhli co nejlepšího účinku rozptylu tepla.
Populární Tagy: Drsnost povrchu chladiče: konečný průvodce (ra, výkon a měření), Čína, dodavatelé, výrobci, továrna, přizpůsobený, bezplatný vzorek, vyrobený v Číně
