Koellichaam Basic Introduceren

Met de ontwikkeling van elektronische technologie wordt de efficiëntie van elektronische componenten relatief verbeterd en neemt ook de hoeveelheid warmte toe.

Om hun normale werkomstandigheden te behouden, is een efficiënte warmteafvoer erg belangrijk. Het koellichaam om de warmte af te voeren die wordt gegenereerd door de werking van elektrische componenten en hun werkefficiëntie te verbeteren.

Warmteafvoeris meestal gemaakt van aluminiumlegering, messing of brons in plaat-, plaat- of meerdere plaatvormen. De CPU-centrale verwerkingseenheid in de computer, de eindbuis en de lijnbuis in het tv-toestel, en de eindversterkerbuis in de eindversterker maken bijvoorbeeld allemaal gebruik van koellichamen.

Soorten warmteoverdracht:

1. Natuurconvectie: de stroming veroorzaakt door het ongelijkmatige temperatuurveld van de vloeistof zonder afhankelijk te zijn van externe krachten zoals pompen of ventilatoren.

2. Forceer convectie: Convectie van vloeistof of gas onder invloed van externe kracht.

(koellichaam met ventilator)

3. Vloeistofkoeling:Gebruik een pomp om de vloeistof in de warmtepijp te laten circuleren en de warmte af te voeren.

(Vloeibare koelplaat)

De geschiedenis van het koellichaam

Zoals bekend is de bedrijfstemperatuur van elektronische apparatuur bepalend voor de levensduur en stabiliteit ervan. Om de werktemperatuur van de pc binnen een redelijk bereik te houden, moet warmteafvoer worden uitgevoerd. Met de toename van de rekenkracht van pc's is het probleem van stroomverbruik en warmteafvoer steeds meer een onvermijdelijk probleem geworden.

De belangrijkste warmtebronnen in pc's zijn CPU, moederbord, grafische kaart en andere componenten zoals de harde schijf. Een aanzienlijk deel van de elektrische energie die tijdens hun werk wordt verbruikt, wordt omgezet in warmte. Vooral voor de huidige high-end grafische kaart kan deze gemakkelijk een energieverbruik van 200 W bereiken, en de verwarmingscapaciteit van de interne componenten kan niet worden onderschat. Om een ​​stabiele werking te garanderen, is het noodzakelijker om de warmte effectief af te voeren.

De eerste generatie - een tijdperk zonder het concept van warmteafvoer

In november 1995 bracht de geboorte van de voodoo-grafische kaart onze visie naar de 3D-wereld. Sindsdien heeft de pc bijna hetzelfde niveau van 3D-verwerkingscapaciteit als arcade, waardoor een echt tijdperk van 3D-verwerkingstechnologie is ontstaan. Sindsdien is de ontwikkeling van grafische chips uit de hand gelopen. De kernwerkfrequentie is verhoogd van 100 MHz naar 900 MHz, en de textuurvullingssnelheid is gestegen van 100 miljoen per seconde naar 42 miljard per seconde (GTX480). Ondanks zo’n grote prestatieverandering is de hitte erg groot.

Op de grafische kaart worden ook koelapparatuur zoals luchtkoeling, heatpipe en halfgeleiderkoelchip toegepast. Laten we vandaag de ontwikkeling en trend van reguliere koelapparatuur voor grafische kaarten introduceren.

Toen de voodoo grafische kaart voor het eerst werd gelanceerd, waren er geen faciliteiten voor warmteafvoer en waren de parameters op de kern aan ons blootgesteld. Vergeleken met de huidige mainstream grafische kaart was er op dat moment nog geen sprake van GPU. De verwerkingskracht van de hoofdkernchip op de grafische kaart is zelfs zwakker dan die van de huidige netwerkkaart, waardoor de warmte vrijwel nul is en er vrijwel geen warmteafvoer nodig is.

Tweede generatie - Toepassing van koellichaam

In augustus 1997 betrad NVIDIA opnieuw de markt voor 3D grafische chips en bracht NV3 uit, dat wil zeggen de Riva 128 grafische chip. Riva 128 is een 128-bits 2D- en 3D-versnelde grafische kern met een kernfrequentie van 60 MHz. De verwarming van de kern is geleidelijk een probleem geworden en de toepassing van een koellichaam heeft officieel zijn intrede gedaan op het gebied van grafische kaarten.

De derde generatie -- luidt het tijdperk van luchtkoeling en warmteafvoer in

De release van tnt2 was als een zware kogel die in het hart van 3dfx werd geschoten. De kernfrequentie is 150 MHz, wat op dat moment bijna alle 3D-versnellingsfuncties ondersteunt, inclusief 32-bit rendering, 24 bit z-buffer, anisotrope filtering, panoramische anti-aliasing, hardware convexe concave mapping, enz. De prestatieverbetering betekent een toename van de verwarming, maar er is geen grote vooruitgang in de technologie. De 0,25 micron wordt nog steeds gebruikt, dus de passieve methode van het koellichaam kan niet langer aan de huidige eisen voldoen. De actieve koelmodus wordt in de grafische kaart gebruikt.

Bij het koelsysteem twinturbo-ii (de tweede generatie volledig afgedekte koelventilator met dubbele turbine), bedekken de koelribben de hele grafische kaart volledig. Bij het starten gaat de lucht via twee ventilatoren in één richting naar buiten en naar binnen, waardoor de warmte van de chip en het videogeheugen effectief snel kan worden afgevoerd. Bovendien kunnen twee kogellagerventilatoren het geluid effectief verminderen, en het metalen warmteafvoernet zorgt voor een langere levensduur.

Hoewel de snelle ventilator de beste manier is om het probleem van de warmteafvoer op te lossen, kunnen sommige vrienden het geluid van de ventilator niet verdragen terwijl ze van de 3D-games genieten. Gelukkig lost de toepassing van heatpipe-technologie dit probleem gewoon op.

Het bestaat over het algemeen uit een kernwarmteabsorptieblok, een warmteabsorptieblok aan de achterkant, twee koellichamen met een groot oppervlak en een warmtepijp. Als passief warmtegeleidingsapparaat brengt de warmtepijp de warmte snel over van het warmteabsorptiegedeelte naar het warmteafgiftegedeelte door de fasetoestandsverandering van de interne werkvloeistof, en keert vervolgens terug naar het warmteabsorptiegedeelte door te vertrouwen op de interne capillaire structuur . Hij fietst heen en weer zonder stroomverbruik en geluid.

Bovendien heeft het een sterk warmtegeleidingsvermogen. Het realiseert de snelle warmteoverdracht in een beperkte ruimte, om het warmtedissipatiegebied te vergroten. Het is een effectief middel om het effect van passieve warmtedissipatie aanzienlijk te verbeteren. Deze warmteafvoermethode heeft echter nog steeds nadelen, omdat het warmteafvoervermogen niet sterk genoeg is en alleen op de middenkaart kan worden gebruikt. Als deze technologie in de high-end moet worden gebruikt, moet er een ventilator worden toegevoegd.

Berekeningsprincipe voor warmteafvoer

De algemene methode voor warmteafvoer is om het apparaat op een koellichaam te installeren. Het koellichaam verspreidt de warmte in de lucht en de warmte zal uiteindelijk via natuurlijke convectie worden afgevoerd.

Over het algemeen kan de warmtestroom (P) van de radiator naar de lucht als volgt worden weergegeven:

In formule P=HA η △ T

H is de totale geleidbaarheid van de warmteoverdracht van het koellichaam (w / cm2 graad),

A is de oppervlakte van het koellichaam (cm2),

η Voor de efficiëntie van het koellichaam,

△T is het verschil tussen de maximale temperatuur van het koellichaam en de omgevingstemperatuur (graden).

In bovenstaande formule wordt h bepaald door straling en convectie (natuurlijke convectie, geforceerde convectie en materiaal)

η Het wordt voornamelijk bepaald door de materiaalgrootte en dikte van het gebruikte koellichaam. Over het algemeen zijn materialen met een hoge thermische geleidbaarheid, zoals aluminium (2,12 W/cm² graad) en koper (3,85 W/cm² graad) tamelijk slecht.

η Wordt bepaald door de component van het koellichaam. (invloed van de structuur van het koellichaam)

Kortom, hoe groter het oppervlak van het koellichaam en hoe groter het temperatuurverschil tussen het koellichaam en de omgeving, hoe effectiever de warmtestraling van het koellichaam is.

Hittebestendig

Parameter:

Rt-----Totale interne weerstand, graad /W

Rtj---- Interne thermische weerstand van halfgeleiderapparaten, graad /W

Rtc----- Thermische interfaceweerstand tussen halfgeleiderapparaat en koellichaam, graad /W

Rtf----- Hittebestendigheid van koellichaam, graad /W

Tj----- Verbindingstemperatuur van halfgeleiderapparaat, graad

Tc----- Temperatuur van de behuizing van halfgeleiderapparaten, graden

Tf----- Temperatuur koellichaam, graden

Ta----- Omgevingstemperatuur, graad

Pc----- Servicevermogen van halfgeleiderapparaten, W

△Tfa----- Temperatuurstijging koellichaam, graden

Berekeningsformule voor warmtedissipatie

Rtf=(Ti-Ta)/Pc-Rti-Rtc

De thermische weerstand RFF van het koellichaam is de belangrijkste basis voor het selecteren van het koellichaam. TJ en RTJ zijn de parameters die worden geleverd door halfgeleiderapparaten, PC zijn de parameters die vereist zijn voor het ontwerp, en RTC is te vinden in de professionele boeken over thermisch ontwerp.

(1) Berekende totale thermische weerstand Rt:

Rt=(Timax-Ta)/St

(2) Bereken de thermische weerstand RTF van het koellichaam of de temperatuurstijging △ TFA

RTF=RTJ - RTC

△Tfa=Rtf × pc

(3) Selecteer, afhankelijk van de werkomstandigheden van het koellichaam (natuurlijke koeling of geforceerde luchtkoeling), het koellichaam volgens RT of △ TFA en PC, en controleer de warmtedissipatiecurve (RTF-curve of △ TA-lijn) van de geselecteerde koellichaam. Wanneer de gevonden waarde op de curve kleiner is dan de berekende waarde, wordt het geschikte koellichaam gevonden.

Warmtegeleiding

Thermische geleidbaarheid betekent per lengte-eenheid en per K, hoeveel w energie kan worden overgedragen, eenheid: w / m.

"W" verwijst naar de voedingseenheid, "m" staat voor de meter van de lengte-eenheid en "K" is de absolute temperatuureenheid.

Hoe groter de waarde, hoe beter de thermische geleidbaarheid.

AL6063: Algemeen materiaal voor aluminiumextrusie

AL6061: CNC-bewerking van metaal:

AL1100 of AL1050: AL-vin gebruikelijk materiaal

C1100: Cu-vin gebruikelijk materiaal

C1020: Algemeen materiaal van warmtepijpen

ADC12 of ADC 10 of A380: spuitgietmateriaal

Classificatie van koellichaam

1. Afhankelijk van het gebruikte materiaal kan het worden onderverdeeld in:

A. Aluminium koellichaam

B. Koperen koellichaam

C. Koper-aluminium gecombineerd koellichaam

D. Warmtepijpvin

2. Afhankelijk van het productieproces kan het worden onderverdeeld in:

a. Geëxtrudeerde koellichamen

Dit is een uitstekend warmteafvoermateriaal dat veel wordt gebruikt bij moderne warmteafvoer. De meeste fabrikanten gebruiken AL6063-T5 hoogwaardig aluminium, de zuiverheid kan meer dan 98% bereiken, het heeft een sterk warmtegeleidingsvermogen, lage dichtheid en lage prijs, dus het heeft de voorkeur van grote fabrikanten.

b. Smeden en gieten koellichaam:

Veelgebruikt bij LED is de vorm: koellichaam met afgeronde pin

c. AL-koelvin-koellichaam

Voordelen: warmteafvoergebied (lost het probleem van geëxtrudeerd aluminium koellichaam op, omdat de vin te dicht is)

Nadelen: Geschikt voor productie in kleine series, hoge kosten (vergeleken met geëxtrudeerd aluminium koellichaam)

d. Koperen koellichaam:

Voordelen: goede warmteafvoerprestaties, die het probleem van koperextrusie oplossen.

Nadelen: hoge kosten, zwaar gewicht, hoge hardheid, moeilijk te verwerken (ten opzichte van AL)

g. Koellichaam met inzetstuk koper

Voordelen: lage kosten en massaproductie

Nadelen: structuur

Het wordt meestal gebruikt voor computer-CPU. Het contactgedeelte is gewijzigd in een koperen blok. Koper heeft een snelle warmteabsorptie en warmtegeleidingsenergie

Met de kenmerken van sterke kracht kan het snel een grote hoeveelheid warmte-energie, gegenereerd door CPU-werking, naar het koperen blok op het oppervlak brengen, en het koperen blok is nauw gecombineerd met het geëxtrudeerde aluminium koellichaam, zodat een grote hoeveelheid warmte-energie kan diffundeert snel naar het geëxtrudeerde aluminium koellichaam en wordt meegenomen door de rotatie van de ventilator.

i. gebonden koellichaam

Voordelen:

Deze technologie kan willekeurig worden gecombineerd en gecombineerd met koperen en aluminium vinnen en een koperen en aluminium basis, en kan ook effectief de nadelen vermijden van nieuwe thermische weerstand veroorzaakt door ongelijkmatige warmtegeleiding van verschillende laspasta's tijdens het lasproces, een groot koellichaam kan worden gebruikt geproduceerd.

Nadelen:

Zorg ervoor dat klanten meer selectiviteit en diversiteit aan thermische oplossingen hebben. Vanwege de bijzonderheid van de verwerking zijn de kosten van massaproductie echter nog steeds te hoog.

Koelplaat

Het ontwerp van koelplaat:

De koelplaat is compact en dun plaatvormig, met vloeistofkanalen aan de binnenkant, om convectie tussen de vloeistof en de koelplaat te genereren en het thermische energieverbruik van krachtige elektronische componenten die zich op het oppervlak van de koelplaat bevinden, af te voeren. .

Het toepassingsvoordeel van een koelplaat is dat deze meer warmte per oppervlakte-eenheid kan afvoeren, zodat de koellichaamstructuur kan worden geminiaturiseerd. Het nadeel van een koelsysteem is dat het moet worden gebruikt in een systeem met vloeibaar medium, dat het onderhoud complex is en dat de betrouwbaarheid van de componenten hoog is.

Ontwerpbasis voor waterkoelplaat

P: stroomverbruik

Tc, Tj: Tc verwijst naar de oppervlaktetemperatuur van het koellichaam, Tj verwijst naar de temperatuur van de chipverbinding.

Tin: Waterinlaattemperatuur

Δ TC: stijging van de oppervlaktetemperatuur van het koellichaam, Δ T=(Tc-Tin)/P

Tout: uitlaatwatertemperatuur

△ TW: stijging van de temperatuur van het inlaat- en uitlaatwater, △ TW=Tout-Tin

Ta: Omgevingstemperatuur

Vloeistof: EGW x%, of PGW x%, of water

△ ts: temperatuurverschil van elke chip op het oppervlak van het koellichaam

Druk: vloeistof. Drukval

Betrouwbaarheid vanwaterkoeling plaat

1) Sterkte - het product voldoet aan de eisen voor structureel gebruik

2) Drukhoudtest - het product voldoet aan de vereisten voor afdichting onder hoge druk in het systeem

3) Lekkagetest - het product voldoet aan de eisen voor lekkage per tijdseenheid onder bepaalde drukomstandigheden

4) Vereisten voor corrosiebestendigheid - de grondstoffen die door het product worden gebruikt, voldoen aan de eisen voor jarenlange corrosiebestendigheid en geen lekkage

5) Trillingseisen - het product voldoet aan de eisen voor afdichting onder bepaalde trillingsomstandigheden. En de structuur wordt niet beschadigd, de dichtheid wordt niet verminderd.

6) Andere, zoals vlakheid, ruwheid, trekkracht van de schroef, voorspanning van de schroef, enz

Verwerkingstechnologie van waterkoelingsplaat:

1) CNC-kanaaltype: CNC (groeven) + argonbooglassen, CNC (groeven) + solderen, CNC (groeven) + vacuümsolderen, CNC (groeven) + wrijvingsroerlassen, CNC (groeven) + O-ring

2) Diepgatverwerkingsvorm: kanonboor + argonlassen, kanonboor + draaistuk + argonlassen, kanonboor + O-ring, kanonboor + draaistuk + O-ring

3) Gietvorm: zwaartekrachtgieten ingegraven pijp, zwaartekrachtgieten + argonlassen · zwaartekrachtgieten + solderen, zwaartekrachtgieten + vacuümsolderen lassen, zwaartekrachtgieten + wrijvingsroerlassen

4) Rollasvorm: CNC-aluminiumplaat + koperen buis + epoxy, CNC-aluminiumplaat + stalen buis + epoxy, CNC-aluminiumplaat + koperen buis + tinlassen

5) Ultradunne waterkoeling plaatproces: breed platte buislassen, diffusielassen van stempelplaten, solderen van stempelplaten, vacuümsolderen van stempelplaten

6) Geëxtrudeerde waterplaatvorm: array-shuntgat-waterplaat, ultradunne batterij-waterkoelplaat

Oppervlakte behandeling

1. Zandstralen

Zandstralen is een methode waarbij met perslucht kwartszand met hoge snelheid wordt uitgeblazen om het oppervlak van onderdelen te reinigen. Het wordt ook wel zandblazen genoemd. Het verwijdert niet alleen roest, maar ook olie. Voor coating is het zeer geschikt voor het verwijderen van roest op het oppervlak van onderdelen; Wijzig het oppervlak van het onderdeel; De zeer sterke boutverbinding in staalconstructies is een geavanceerde methode. Omdat de hogesterkteverbinding gebruik maakt van de wrijving tussen de gewrichtsoppervlakken om kracht over te brengen, worden er hoge eisen gesteld aan de kwaliteit van het gewrichtsoppervlak. Het voegoppervlak moet worden behandeld met zandstralen.

Zandstralen wordt gebruikt voor complexe vormen, gemakkelijk handmatig te verwijderen roest, lage efficiëntie en een slechte omgeving op de locatie.

De zandstraalmachine heeft zandstraalpistolen met verschillende specificaties. Zolang het geen bijzonder kleine doos is, kan het pistool te drogen worden gelegd.

De ondersteunende producten van het drukvat----De kop maakt gebruik van zandstralen om de oxidehuid op het oppervlak van het werkstuk te verwijderen. De diameter van kwartszand is 1,5 m ~ 3,5 mm.

Er is een soort verwerking waarbij water als drager wordt gebruikt om de amaril aan te drijven om onderdelen te verwerken, namelijk zandstralen.

2. Oppervlaktebehandeling van aluminiumlegeringen

1). Galvaniseren proces van aluminiumlegering

Vanwege de chemische en fysische eigenschappen van aluminium en zijn legeringen is het galvaniseren op aluminium onderdelen veel moeilijker dan dat op stalen substraten, en er moeten enkele speciale behandelingen worden uitgevoerd. Het volgende is de galvanisatieprocesstroom van wielnaven van aluminiumlegeringen voor auto's

Polijsten - kogelstralen (selectief) → ultrasone wasverwijdering → wassen met water → alkali-etsen en olieverwijdering → wassen met water → zuuretsen (licht uit) → wassen met water → zinkdompelen → wassen met water → ontzinking → wassen met water → dompelen met zink → wassen met water → galvaniseren van donker nikkel → wassen met water → zuur helder koper I → wassen met water → polijsten → ultrasone wasverwijdering → wassen met water → verwijderen van kathodische elektrolytische olie → wassen met water → activering → wassen met water → semi-helder nikkel → hoogzwavelig nikkel → helder nikkel → nikkel afdichting → wassen met water → verchromen → wassen met water

2). Stroomloos plateringsproces van aluminiumlegering

Stroomloos vernikkelen op aluminiumlegeringen wordt door fabrikanten steeds meer geaccepteerd vanwege de uitstekende prestaties. Stroomloos vernikkelen wordt ook wel nikkelfosforplating genoemd. Het oppervlak van de aluminiumlegering (koellichaam van de computer, harde schijf, enz.) hanteert het volgende proces

Chemische ontvetting bij normale temperatuur → reinigen met stromend water x 2 → thermisch ontvetten → reinigen met stromend water x 2 → alkalische corrosie → reinigen met stromend water x 3 → zuur beitsen → reinigen met stromend water x 2 → primaire zinkdompeling → reinigen met stromend water x 2 → 20% salpeterzuur → reiniging met stromend water × 3 → secundaire zinkdompeling → reiniging met stromend water x3 → (1-5%) voordompeling met ammoniak → voorbeplating chemisch nikkel → reiniging met stromend water x2 → reiniging met zuiver water → medium fosfor helder chemisch nikkel of hoog fosfor helder chemisch nikkel → reinigen met stromend water x3 → passivering → reinigen met stromend water x3 → drogen en drogen → inspectie → verpakking

Het aluminiumsubstraat op het oppervlak van elektronische componenten zoals halfgeleiderapparaten vereist vaak stroomloos vernikkelen en stroomloos vergulden vanwege de noodzaak van lassen. De processtroom is als volgt:

Ontvetten → alkali-etsen → polijsten → eerste zinkdompeling → ontzinking → voorbehandelingsoplossing → tweede zinkdompeling → stroomloos vernikkelen → beitsen prepreg → stroomloos vergulden → eindbehandeling

3. Passivering

Passivering is het behandelen van het metaal in een nitriet-, nitraat-, chromaat- of dichromaatoplossing om een ​​laag chromaatpassiveringsfilm op het metalen oppervlak te maken. Het wordt vaak gebruikt als nabehandeling van zink- en cadmiumcoatings om de corrosieweerstand van coatings, de bescherming van non-ferrometalen en de hechting van verffilms te verbeteren.

Passiveringsproces van aluminium en aluminiumlegering:

Door de chromaatbehandeling van aluminium en zijn legeringen kan een andere chemische conversiefilm worden verkregen die totaal verschilt van anodisatie. De samenstelling is hetzelfde als de chromaatfilm van zink en cadmium, een complexe chroomverbinding.

Verschil tussen aluminiumanode en chromaat --- Geleidend en niet-geleidend

Veelgebruikte afwerking van aluminium extrusie koellichaam: 1. Schoon 2. Anodiseren 3. Chromaat

Veelgebruikte afwerking van koperen koellichaam: anti-oxidatie

4. Vernikkelen

De methode voor het galvaniseren van een laag nikkel op metaal of een niet-metaal door middel van elektrolytische of chemische methoden wordt vernikkelen genoemd. Vernikkelen omvat galvaniseren en stroomloos vernikkelen.

Galvaniseren vindt plaats in een elektrolyt bestaande uit nikkelzout, geleidend zout, PH-buffer en bevochtigingsmiddel, metallisch nikkel wordt gebruikt voor de anode. Wanneer gelijkstroom wordt toegepast, wordt een uniforme en dichte nikkellaag op de geplateerde onderdelen afgezet. Helder nikkel wordt verkregen uit de galvaniseringsoplossing met glansmiddel, terwijl donker nikkel wordt verkregen uit de elektrolyt zonder glansmiddel.

Stroomloos plateren wordt ook wel autokatalytisch plateren genoemd. Het specifieke proces verwijst naar het proces waarbij metaalionen in waterige oplossing worden gereduceerd door reductiemiddel en onder bepaalde omstandigheden op het oppervlak van een vaste matrix worden neergeslagen. Zoals gedefinieerd in ASTM b374 (American Society for testen en materialen), is autokatalytisch plateren "de afzetting van een metallische coating door een gecontroleerde chemische reductie die wordt gekatalyseerd door het metaal of de legering die wordt afgezet". Dit proces verschilt van verplaatsingsbeplating. De coating kan continu worden verdikt en het geplateerde metaal zelf heeft ook katalytisch vermogen.

Stroomloos vernikkelen wordt vaak gebruikt in de warmteafvoerindustrie vanwege de goede soldeerbaarheid.

Populaire tags: Heat Sink Basic Introduce, China, leveranciers, fabrikanten, fabriek, aangepast, gratis monster, gemaakt in China