Hrapavost površine hladilnika: najboljši vodnik (Ra, zmogljivost in meritve)
Hrapavost hladilnega telesa
Pri zasnovi odvajanja toplote elektronskih izdelkov se veliko ljudi osredotoča na materiale (aluminij, baker) in strukture (rebra, zatična rebra, ekstrudiranje ali hladno kovanje), vendar pogosto spregledajo podrobnost - površinsko hrapavost hladilnega telesa.
Površinska hrapavost neposredno vpliva na toplotno prevodnost, kontaktni toplotni upor in celo na učinkovitost prenosa toplote z zračno konvekcijo, zato je ni mogoče prezreti pri visoko-zmogljivem načrtovanju odvajanja toplote.
Kakšna je hrapavost hladilnega telesa?
Površinska hrapavost (Ra, aritmetična povprečna hrapavost) se nanaša na povprečno vrednost mikro hrapavosti na površini obdelovanca, izraženo v μm (mikrometrih).
Pri hladilnikih obstajata predvsem dve vrsti:
1. Hrapavost spodnje kontaktne površine: vmesnik, kjer je hladilno telo neposredno v stiku s čipom/napajalno napravo.
2. Površinska hrapavost reber: površina za odvajanje toplote hladilnega telesa je povezana s prenosom toplote s konvekcijo zraka.
Vpliv hrapavosti površine na delovanje hladilnega telesa
1. Toplotni vmesnik (spodaj)
Prekomerna hrapavost lahko povzroči nezadostno kontaktno površino, povečano toplotno odpornost in zmanjšano učinkovitost toplotne prevodnosti.
Običajno zahtevano: Ra Manjši od ali enak 1,6 μm, nekatere-zmogljive aplikacije pa celo zahtevajo Ra Manjši ali enak 0,8 μm v kombinaciji s toplotnim vmesnikom (TIM).
2. Rebra za odvajanje toplote (površina)
Zmerna hrapavost je koristna za povečanje motenj zračnega toka in izboljšanje konvektivnega prenosa toplote.
Preveč gladka → omejena učinkovitost konvekcije.
Pregrobo → obstaja večja verjetnost, da se bo prah oprijel,-in dolgoročno odvajanje toplote se zmanjša.
Na splošno ga je mogoče nadzorovati znotraj Ra 3,2-6,3 μm.
Običajni proizvodni procesi in stopnje hrapavosti
| Procesna metoda | Hrapavost (Ra, mm) | Značilnosti |
| Ekstrudiranje | 3.2-6.3 | Poceni, groba površina plavuti, ki zahteva naknadno-obdelavo za izboljšanje spodnje površine |
| Hladno kovanje | 1.6-3.2 | Visoka gostota in dobra površinska gladkost |
| Tlačno litje | 3.2-12.5 | Lahko oblikuje zapletene oblike, vendar je hrapavost površine visoka in toplotna prevodnost nekoliko slaba |
| CNC obdelava | 1.6-3.2 | Visoka natančnost in se običajno uporablja za sekundarno obdelavo spodnje površine |
| Brušenje/poliranje | 0.4-0.8 | Visoke zahteve glede zmogljivosti za izboljšanje kontaktne površine čipov |
Kako izmeriti hrapavost površine toplotnih odvodov?
1. Stylus Profilometer
Z iglo drsite po površini obdelovanca, izmerite spremembo višine in izpišite vrednost Ra.
Visoka natančnost in to je najpogostejša metoda.
2. Optična interferometrija
Analiza površinskih nihanj z optičnim skeniranjem je primerna za odkrivanje ultra gladkih površin.
3. Koordinatni merilni stroj (CMM) s površinskim modulom
Lahko se kombinira z merjenjem velikosti in zaznavanjem hrapavosti.
4. Mikroskopska analiza
Z elektronskim mikroskopom opazujemo mikrostrukturo in kvalitativno analiziramo hrapavost površine.
Zaključek
Čeprav je hrapavost hladilnega telesa detajl, igra ključno vlogo pri upravljanju toplote:
Manjša kot je hrapavost spodnje površine, bolje je (da se zagotovi toplotni stik).
Površina reber je zmerno hrapava (izboljša konvektivni prenos toplote).
Različne tehnike obdelave določajo stopnjo hrapavosti, pri projektiranju pa je treba celovito upoštevati tako zmogljivost kot ceno.
Za-aplikacije z visoko močjo je priporočljivo, da ste pri izbiri hladilnih teles pozorni na material, strukturo, hrapavost in postopek ter jih nadzirate z zanesljivimi preskusnimi metodami, da dosežete najboljši učinek odvajanja toplote.
Priljubljena oznake: hrapavost površine hladilnika: najboljši vodnik (ra, zmogljivost in meritve), Kitajska, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, po meri, brezplačen vzorec, izdelano na Kitajskem
