כיצד יישום Cold Spray Technology בייצור גוף קירור
מכשירים אלקטרוניים מייצרים חום במהלך הפעולה, מה שמוביל לירידה בביצועים ובאמינות. רכיבי IC עם צריכת חשמל תרמית גבוהה יותר מסתמכים בדרך כלל על גופי קירור כדי להעביר חום ולהימנע מטמפרטורות צומת החורגות מהמגבלה המקסימלית המותרת. התקנת גוף קירור על שבב מוליכים למחצה מבוסס סיליקון ובסופו של דבר פיזור חום השבב דרך אוויר או נוזל היא שיטת קירור נפוצה למכשירים אלקטרוניים. רדיאטורים אלו מעובדים בדרך כלל בנפרד באמצעות חומרי נחושת או אלומיניום, או שילוב של חומרי נחושת ואלומיניום.
לנחושת מוליכות תרמית גבוהה יותר מאלומיניום, ויכולת פיזור החום שלה ליחידת נפח עדיפה על אלומיניום. למעט השפעת המשקל והעלות, נחושת היא החומר המועדף עבור גופי קירור. לחומרי אלומיניום יש מוליכות תרמית נמוכה, כך שרדיאטורים מאלומיניום אינם יכולים לפזר חום מספיק מהר, ודורשים שטח פנים גדול יותר וסנפירים גבוהים יותר. ביישומים קומפקטיים רבים, במיוחד במערכות שרודפות אחרי צפיפות הספק גבוהה, רדיאטורים מאלומיניום אינם הבחירה הטובה ביותר.
גוף הקירור כולל בסיס שבא במגע עם שבב מקור החום וכן סנפירים המחוברים מעל הבסיס באמצעות שיטות ייצור כגון הטבעה, ריתוך, אקסטרוזיה, חיתוך שיניים ושתים. הבסיס יוצר קשר עם השבב, סופג את החום מהשבב ומוליך אותו אל הסנפירים. הסנפירים מנסים להגדיל את שטח הפנים ככל האפשר, להאיץ את יעילות חילופי החום באוויר, ובסופו של דבר לקחת את החום מהשבב. מכשירים אלקטרוניים בהספק גבוה מייצרים חום במהירות על שבבים. אם גוף הקירור הוא בסיס אלומיניום, ייתכן שמהירות העברת החום של הבסיס לא תהיה מספקת כדי לפזר חום במהירות אל פני הסנפירים, וכתוצאה מכך עמידות מוגברת בחום וביצועי קירור לא מספיקים של גוף הקירור.
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 גוף קירור מורכב זה משתמש בנחושת כדי להוביל במהירות חום שבב, בעוד שהסנפירים עדיין עשויים מאלומיניום, מה שיכול להשיג גם פיזור תרמי מהיר וגם חסכוניות.
טכנולוגיית Cold Spray היא ציפוי משטח חדשני ביותר ותהליך ייצור תוסף שניתן להשתמש בו כדי לחבר נחושת ואלומיניום ולהתגבר על בעיות הקשורות לריתוך הדבקה והלחמה. תהליך ההתזה הקרה יכול להפקיד חלקיקי אבקה במצב מוצק על פני המצע בטמפרטורות הרבה מתחת לנקודת ההיתוך של החומר, ובכך למנוע בעיות נפוצות הנגרמות מטמפרטורה גבוהה, כגון חמצון בטמפרטורה גבוהה, מתח תרמי ומיקרו. שינוי שלב. ריסוס קר הוא טכנולוגיית עיבוד מבוססת אבקה שבה חלקיקי אבקה בגודל מיקרון מואצים על ידי גז דחוס על-קולי בזרבובית, מה שגורם לחלקיקי אבקה במהירות גבוהה להתנגש במצע, ולגרום לעיוות פלסטי ולהיצמדות למצע. לתהליך CS יש זמן ייצור קצר יותר ומאפשר בחירה גמישה של בנייה בקנה מידה גדול או מקומי.
כידוע, ביצועי גוף הקירור מכומתים בדרך כלל על סמך ערכי התנגדות תרמית. התנגדות תרמית היא מדד של הטמפרטורה בחלק העליון של הרדיאטור מעל טמפרטורת הסביבה עבור כל יחידת הספק שמפזרת הרדיאטור. ככל שערך ההתנגדות התרמית נמוך יותר, כך הטמפרטורה בחלק העליון של הסנפירים באותה סביבת קירור נמוכה יותר, וביצועי הקירור של הרדיאטור טובים יותר. עלות הייצור של תרסיס קר לייצור רדיאטורים מרוכבים גבוהה מעט מזו של רדיאטורים מאלומיניום, אך המשקל והעלות נמוכים מרדיאטורים מנחושת. להוספת שכבת נחושת לרדיאטור אלומיניום יש השפעה ישירה על עלויות הייצור, אך היתרון הוא בכך שהיא תפחית את ההתנגדות התרמית של הרדיאטור ב-48%.
