ความหยาบผิวของแผงระบายความร้อน: สุดยอดแนวทาง (Ra ประสิทธิภาพ และการวัด)
ความหยาบของแผงระบายความร้อน
ในการออกแบบการกระจายความร้อนของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ หลายคนมุ่งเน้นไปที่วัสดุ (อลูมิเนียม ทองแดง) และโครงสร้าง (ครีบ ครีบพิน การอัดขึ้นรูป และการตีขึ้นรูปเย็น) แต่มักมองข้ามรายละเอียด - ความหยาบพื้นผิวของแผงระบายความร้อน
ความหยาบของพื้นผิวส่งผลโดยตรงต่อการนำความร้อน ความต้านทานความร้อนเมื่อสัมผัส และแม้กระทั่งประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของการพาความร้อน ดังนั้นจึงไม่สามารถละเลยในการออกแบบ-การกระจายความร้อนประสิทธิภาพสูงได้
ความหยาบของแผงระบายความร้อนคืออะไร?
ความหยาบของพื้นผิว (Ra, ความหยาบเฉลี่ยเลขคณิต) หมายถึงค่าเฉลี่ยของความหยาบระดับไมโครบนพื้นผิวของชิ้นงาน โดยมีหน่วยเป็น μm (ไมโครเมตร)
สำหรับฮีตซิงก์มีสองประเภทหลักๆ:
1. ความหยาบของพื้นผิวสัมผัสด้านล่าง: อินเทอร์เฟซที่แผ่นระบายความร้อนสัมผัสโดยตรงกับชิป/อุปกรณ์จ่ายไฟ
2. ความหยาบผิวของครีบ: พื้นผิวการกระจายความร้อนของแผงระบายความร้อนสัมพันธ์กับการถ่ายเทความร้อนของการพาความร้อนของอากาศ
ผลกระทบของความหยาบผิวต่อประสิทธิภาพของชุดระบายความร้อน
1. อินเตอร์เฟซระบายความร้อน (ด้านล่าง)
ความหยาบที่มากเกินไปอาจทำให้พื้นที่สัมผัสไม่เพียงพอ ความต้านทานความร้อนเพิ่มขึ้น และลดประสิทธิภาพการนำความร้อน
โดยทั่วไปต้องใช้: Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.6 μ m และการใช้งานประสิทธิภาพสูง-บางแอปพลิเคชันต้องใช้ Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 μ m รวมกับวัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อน (TIM)
2. ครีบกระจายความร้อน (พื้นผิว)
ความหยาบปานกลางมีประโยชน์ในการเพิ่มการรบกวนการไหลเวียนของอากาศและปรับปรุงการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน
ราบรื่นเกินไป → ประสิทธิภาพการพาความร้อนจำกัด
หยาบเกินไป → ฝุ่นมีแนวโน้มที่จะเกาะติดมากขึ้น และประสิทธิภาพการกระจายความร้อนในระยะยาว-ก็ลดลง
โดยทั่วไปสามารถควบคุมได้ภายใน Ra 3.2-6.3 µm
กระบวนการผลิตทั่วไปและระดับความหยาบ
| วิธีการประมวลผล | ความหยาบ (Ra, mm) | ลักษณะเฉพาะ |
| การอัดขึ้นรูป | 3.2-6.3 | พื้นผิวครีบที่หยาบและต้นทุนต่ำ ต้องมี-การประมวลผลภายหลังเพื่อปรับปรุงพื้นผิวด้านล่าง |
| การตีขึ้นรูปเย็น | 1.6-3.2 | มีความหนาแน่นสูงและมีความเรียบเนียนของพื้นผิวที่ดี |
| หล่อตาย | 3.2-12.5 | สามารถสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนได้ แต่ความหยาบของพื้นผิวสูงและค่าการนำความร้อนต่ำเล็กน้อย |
| เครื่องจักรกลซีเอ็นซี | 1.6-3.2 | งานละเอียด สูงและมักใช้สำหรับการตัดแต่งขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรรองของพื้นผิวด้านล่าง |
| เจียร/ขัด | 0.4-0.8 | ข้อกำหนดประสิทธิภาพสูงเพื่อปรับปรุงพื้นผิวสัมผัสของชิป |
จะวัดความหยาบพื้นผิวของแผงระบายความร้อนได้อย่างไร
1. เครื่องวัดโปรไฟล์สไตลัส
ใช้เข็มเลื่อนบนพื้นผิวของชิ้นงาน วัดการเปลี่ยนแปลงความสูง และส่งออกค่า Ra
ความแม่นยำสูงและเป็นวิธีการที่ใช้บ่อยที่สุด
2. อินเทอร์เฟอโรเมทแบบออปติคอล
การวิเคราะห์ความผันผวนของพื้นผิวผ่านการสแกนด้วยแสงเหมาะสำหรับการตรวจจับพื้นผิวที่เรียบเป็นพิเศษ
3. เครื่องวัดพิกัด (CMM) พร้อมโมดูลพื้นผิว
สามารถใช้ร่วมกับการวัดขนาดและการตรวจจับความหยาบได้
4. การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์
การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อสังเกตโครงสร้างจุลภาคและวิเคราะห์ความหยาบของพื้นผิวในเชิงคุณภาพ
บทสรุป
ความหยาบของแผงระบายความร้อน แม้ว่าจะเป็นเพียงรายละเอียด แต่ก็มีบทบาทสำคัญในการจัดการระบายความร้อน:
ยิ่งพื้นผิวด้านล่างมีความหยาบน้อยเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น (เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสกับความร้อน)
พื้นผิวของครีบมีความหยาบปานกลาง (เสริมการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน)
เทคนิคการประมวลผลที่แตกต่างกันจะกำหนดระดับของความหยาบ และเมื่อออกแบบ จำเป็นต้องพิจารณาทั้งประสิทธิภาพและราคาอย่างครอบคลุม
สำหรับการใช้งานที่มีกำลังสูง- ขอแนะนำให้ใส่ใจกับวัสดุ โครงสร้าง ความหยาบ และกระบวนการเมื่อเลือกตัวระบายความร้อน และควบคุมด้วยวิธีการทดสอบที่เชื่อถือได้เพื่อให้ได้ผลการกระจายความร้อนที่ดีที่สุด
ป้ายกำกับยอดนิยม: ความหยาบผิวของแผงระบายความร้อน: คำแนะนำขั้นสูงสุด (ra ประสิทธิภาพและการวัด) จีน ซัพพลายเออร์ ผู้ผลิต โรงงาน ปรับแต่ง ตัวอย่างฟรี ผลิตในประเทศจีน
