ייצור התנגדות תרמית נמוכה/רדיאטור מרוכב בעלות נמוכה באמצעות תהליך התזה קר
ציוד אלקטרוני מייצר חום במהלך הפעולה, מה שמוביל לירידה בביצועים ובאמינות. רכיבי IC עם צריכת חשמל תרמית גדולה משתמשים בדרך כלל בגוף קירור כדי להעביר חום כדי למנוע מטמפרטורת הצומת לחרוג מהמגבלה המקסימלית המותרת.
התקנת גוף קירור על שבב מוליכים למחצה מבוסס סיליקון ולבסוף פיזור חום השבב דרך אוויר או נוזל היא שיטת קירור נפוצה למכשירים אלקטרוניים. רדיאטורים אלו עשויים לרוב מנחושת או מאלומיניום בלבד, או שילוב של נחושת ואלומיניום.
רדיאטורים מנחושת הם יקרים, אך לרדיאטורים מאלומיניום אין מוליכות תרמית מספקת
המוליכות התרמית של נחושת גדולה מזו של אלומיניום, ויכולת פיזור החום ליחידת נפח טובה יותר מזו של אלומיניום. למעט השפעת המשקל והעלות, נחושת היא החומר המועדף עבור גופי קירור. לאלומיניום יש מוליכות תרמית נמוכה, ולכן רדיאטורים מאלומיניום אינם יכולים לפזר חום מספיק מהר, ודורשים שטח פנים גדול יותר וסנפירים גבוהים יותר. ביישומים קומפקטיים רבים, במיוחד במרדף אחר מערכות בצפיפות הספק גבוהה, רדיאטורים מאלומיניום אינם הבחירה הטובה ביותר.
למה אנחנו צריכים רדיאטור מרוכב נחושת-אלומיניום?
הרדיאטור כולל בסיס המגע עם שבב מקור החום, וסנפירים המחוברים מעל הבסיס בשיטות ייצור כגון ריתוך הטבעה, אקסטרוזיה, חיתוך גלגלי שיניים וגיחה. הבסיס יוצר קשר עם השבב, סופג את חום השבב ומוליך אותו אל הסנפירים. הסנפירים מנסים להגדיל את שטח הפנים, להאיץ את יעילות חילופי החום באוויר, ולבסוף להסיר את חום השבב.
ציוד אלקטרוני בעל הספק גבוה לעתים קרובות מחמם את השבב מהר מאוד. אם גוף הקירור הוא בסיס אלומיניום, ייתכן שמהירות העברת החום של הבסיס לא תהיה מספיקה כדי לפזר במהירות את החום אל פני הסנפיר, וכתוצאה מכך לעלייה בהתנגדות התרמית של גוף הקירור ולקירור ביצועים לא מספקים.
ניתן להחליף את השטח המלא או החלקי של בסיס רדיאטור האלומיניום בחומר נחושת עם מוליכות תרמית טובה יותר כדי לפתור את הבעיה של מהירות דיפוזיה לא מספקת של חום. בסיס כזה של גוף קירור מרוכב משתמש בנחושת כדי להוביל במהירות חום מהשבב, והסנפירים הם עדיין מאלומיניום, מה שיכול להשיג גם פיזור חום מהיר וגם עלות-תועלת.
חסרונות של טכנולוגיה מסורתית לייצור רדיאטורים מרוכבים
הוספת נחושת לבסיס רדיאטור האלומיניום כדי לשפר את הולכת חום, השיטות הרגילות הן נחושת משובצת ונחושת מולחמת, אך הן מציגות בהכרח כמה פגמים חדשים:
הטבעת נחושת: תחילה הסר את חומר האלומיניום במיקום הטבעת הנחושת על הבסיס על ידי חיתוך שבבים, ולאחר מכן החל חומר ממשק תרמי על החלק התחתון של אזור הטבעת הנחושת, ואז גוש הנחושת מוטבע במטריצת האלומיניום של הבסיס מתחת ל- התאמה הדוקה, ולבסוף הצ'יפס מלוטשים שוב. מתקבל בסיס משובץ נחושת עם משטח חלק ושטוח. זה מביא לשתי בעיות. חומר הממשק התרמי של ממשק הנחושת-אלומיניום מביא עמידות תרמית נוספת, ממשק הפסיפס נמצא בחוסר התאמה של התפשטות תרמית לטווח ארוך וגורם לרפיון, קיים סיכון לשקיעת הנחושת המוטבעת, וסיכון לירידה חדה ב הביצועים של גוף הקירור.
ריתוך נחושת: אלומיניום משמש בדרך כלל להדבקה ישירה של נחושת או הלחמה, וחומר הנחושת משולב על הבסיס. קשה מאוד לחבר נחושת ישירות עם אלומיניום, עלות התהליך גבוהה והתועלת הכלכלית נמוכה; הלחמה חייבת להכניס חומרי ריתוך, וישנן בעיות כמו קורוזיה משטחית, מוליכות תרמית לא עקבית של הממשק והתפשטות תרמית לא תואמת.
