Uvod u osnove hladnjaka

Razvojem elektronske tehnologije, efikasnost elektronskih komponenti je relativno poboljšana, a povećava se i količina toplote.

Kako bi održali normalne uslove rada, vrlo je važno efikasno odvođenje topline. Hladnjak za odvođenje topline nastale radom električnih komponenti i poboljšanje njihove radne efikasnosti.

Rashladni elementuglavnom se izrađuje od legure aluminija, mesinga ili bronce u obliku ploča, limova ili višestrukih listova. Na primjer, centralna procesorska jedinica CPU-a u računaru, cijev za napajanje i linijska cijev u TV prijemniku i cijev pojačala snage u pojačalu snage koriste hladnjake.

Vrste prenosa toplote:

1. Prirodna konvekcija: protok uzrokovan neujednačenim temperaturnim poljem fluida bez oslanjanja na vanjske sile kao što su pumpe ili ventilatori.

2. Konvekcija sile: Konvekcija tečnosti ili gasa pod uticajem spoljne sile.

(Hladnjak sa ventilatorom)

3. Tečno hlađenje:Koristite pumpu da cirkulišete tečnost u toplotnoj cevi i odvodite toplotu.

(ploča za hlađenje tekućinom)

Istorija hladnjaka

Kao što je poznato, radna temperatura elektronske opreme određuje njen vijek trajanja i stabilnost. Da bi se radna temperatura računara održala u razumnom opsegu, mora se izvršiti disipacija toplote. Sa povećanjem računarske snage računara, problem potrošnje energije i rasipanje toplote sve više postaje nezaobilazan problem.

Glavni izvori topline u PC-u uključuju CPU, matičnu ploču, grafičku karticu i druge komponente poput tvrdog diska. Značajan dio električne energije utrošene tokom njihovog rada će se pretvoriti u toplinu. Posebno za trenutnu high-end grafičku karticu, lako može dostići potrošnju od 200W, a kapacitet grijanja njenih unutrašnjih komponenti ne može se podcijeniti. Da bi se osigurao njegov stabilan rad, potrebnije je efikasno odvoditi toplinu.

Prva generacija - era bez koncepta odvođenja topline

U novembru 1995. godine rođenje vudu grafičke kartice donijelo je našu viziju u 3D svijet. Od tada, PC ima skoro isti nivo sposobnosti 3D obrade kao i arkadna igra, stvarajući pravu eru tehnologije 3D obrade. Od tada je razvoj grafičkih čipova van kontrole. Radna frekvencija jezgre je povećana sa 100MHz na 900MHz, a brzina popunjavanja teksture je porasla sa 100 miliona u sekundi na 42 milijarde u sekundi (GTX480). Suočeni s tako velikom promjenom u performansama, vrućina je vrlo velika.

Oprema za hlađenje kao što je zračno hlađenje, toplinska cijev i poluvodički rashladni čip se također primjenjuju na grafičku karticu. Danas, hajde da predstavimo razvoj i trend mainstream opreme za hlađenje grafičkih kartica.

Kada je Voodoo grafička kartica prvi put lansirana, nije bilo objekata za rasipanje topline, a parametri na jezgri su nam bili izloženi. U poređenju sa trenutnom mainstream grafičkom karticom, u to vrijeme nije bilo riječi o GPU-u. Procesna snaga čipa glavne jezgre na grafičkoj kartici je čak i slabija od trenutne mrežne kartice, tako da je toplota skoro nula, a potrebe za odvođenjem toplote gotovo da i nema.

Druga generacija - Primjena hladnjaka

U avgustu 1997. NVIDIA je ponovo ušla na tržište 3D grafičkih čipova i objavila NV3, odnosno Riva 128 grafički čip. Riva 128 je 128-bitno 2D i 3D ubrzano grafičko jezgro sa frekvencijom jezgre od 60MHz. Zagrijavanje jezgre postepeno je postalo problem, a primjena hladnjaka je službeno ušla u područje grafičkih kartica.

Treća generacija -- dolazak ere vazdušnog hlađenja i odvođenja toplote

Izdavanje tnt2 bilo je poput teškog metka u 3dfx-ovo srce. Frekvencija jezgre je 150MHz, što podržava gotovo sve funkcije 3D ubrzanja u to vrijeme, uključujući 32-bitno renderiranje, 24-bitni z-bafer, anizotropno filtriranje, panoramsko antialiasing, hardversko konveksno konkavno mapiranje, itd. Poboljšanje performansi znači povećanje grijanja, ali nema velikog napretka u tehnologiji. 0,25 mikrona se i dalje koristi, tako da pasivna metoda hladnjaka više ne može zadovoljiti trenutne zahtjeve, aktivni način hlađenja se počinje koristiti u grafičkoj kartici.

Sistem za hlađenje twinturbo-ii (druga generacija potpuno pokriven dual turbinski ventilator za hlađenje), rashladna rebra u potpunosti pokrivaju cijelu grafičku karticu. Prilikom pokretanja, zrak će izlaziti i ulaziti kroz dva ventilatora u jednom smjeru, što efikasno može brzo oduzeti toplinu čipa i video memorije. Štaviše, dva ventilatora sa kugličnim ležajem mogu efikasno smanjiti buku, a metalna mreža za rasipanje toplote produžava radni vek.

Iako je ventilator velike brzine najbolji način da se riješi problem rasipanje topline, neki prijatelji ne mogu podnijeti buku ventilatora dok uživaju u 3D igrama. Na sreću, primjena tehnologije toplinskih cijevi upravo rješava ovaj problem.

Generalno se sastoji od bloka za apsorpciju toplote jezgre, bloka za apsorpciju toplote pozadi, dva hladnjaka velike površine i toplotne cevi. Kao pasivni uređaj za provođenje toplote, toplotna cijev brzo prenosi toplinu od dijela za apsorpciju topline do dijela za oslobađanje topline kroz promjenu faze unutarnjeg radnog fluida, a zatim se vraća u dio za apsorpciju topline oslanjajući se na unutrašnju kapilarnu strukturu . Kruži naprijed-nazad bez potrošnje energije i buke.

Štaviše, ima jaku sposobnost provodljivosti toplote. Ostvaruje brzi prijenos topline u ograničenom prostoru, kako bi se povećala površina rasipanje topline, učinkovito je sredstvo za značajno poboljšanje efekta pasivne disipacije topline. Međutim, ova metoda odvođenja topline i dalje ima nedostatke, jer kapacitet disipacije topline nije dovoljno jak i može se koristiti samo na kartici srednjeg kraja. Ako se ova tehnologija želi koristiti u high-end tehnologiji, mora se dodati ventilator.

Princip proračuna toplotne disipacije

Opća metoda odvođenja topline je instaliranje uređaja na hladnjak, hladnjak odvodi toplinu u zrak, a toplina će se na kraju raspršiti prirodnom konvekcijom.

Uopšteno govoreći, protok toplote (P) od radijatora ka vazduhu može se predstaviti na sledeći način:

U formuli P=HA η △ T

H je ukupna provodljivost prijenosa topline hladnjaka (w/cm2 stepen),

A je površina hladnjaka (cm2),

η Za efikasnost hladnjaka,

△T je razlika između maksimalne temperature hladnjaka i temperature okoline (stepen).

U gornjoj formuli, h je određen zračenjem i konvekcijom (prirodna konvekcija, prisilna konvekcija i materijal)

η Uglavnom je određen veličinom materijala i debljinom hladnjaka koji se koristi. Uopšteno govoreći, materijali sa visokom toplotnom provodljivošću, kao što su aluminijum (2,12w/cm² stepen) i bakar (3,85w/cm² stepen) su prilično loši.

η Određuje se komponentom hladnjaka. (utjecaj strukture hladnjaka)

Jednom riječju, što je veća površina hladnjaka i veća razlika u temperaturi između hladnjaka i okoline, to čini efikasnijim zračenje hladnjaka.

Otpornost na toplotu

Parametar:

Rt-----Ukupni unutrašnji otpor, stepen/W

Rtj---- Unutrašnji toplotni otpor poluprovodničkih uređaja, stepen /W

Rtc----- Toplotni otpor interfejsa između poluprovodničkog uređaja i hladnjaka, stepen/W

Rtf----- Toplinska otpornost hladnjaka, stepen/W

Tj----- Temperatura spoja poluprovodničkih uređaja, stepen

Tc----- Temperatura kućišta poluprovodničkog uređaja, stepen

Tf----- Temperatura hladnjaka, stepen

Ta{0}} Temperatura okoline, stepen

Pc----- Servisna snaga poluprovodničkih uređaja, W

△Tfa----- Porast temperature hladnjaka, stepen

Formula za proračun disipacije topline

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

Termički otpor RFF hladnjaka je glavna osnova za odabir hladnjaka. TJ i RTJ su parametri koje obezbeđuju poluvodički uređaji, PC su parametri potrebni za dizajn, a RTC se može naći u stručnim knjigama o termičkom dizajnu.

(1) Izračunati ukupni toplotni otpor Rt:

Rt=(Timax-Ta)/kom

(2) Izračunajte toplotni otpor hladnjaka RTF ili porast temperature △ TFA

RTF=RTJ - RTC

△Tfa=Rtf × PC

(3) U skladu s radnim uvjetima hladnjaka (prirodno hlađenje ili prisilno hlađenje zrakom), odaberite hladnjak prema RT ili △ TFA i PC, i provjerite krivulju disipacije topline (RTF kriva ili △ TA linija) odabranog hladnjak. Kada je vrijednost pronađena na krivulji manja od izračunate vrijednosti, pronalazi se odgovarajući hladnjak.

Toplotna provodljivost

Toplotna provodljivost znači u jedinici dužine i po K, koliko w energije se može prenijeti, jedinica: w/m.

"W" se odnosi na jedinicu napajanja, "m" predstavlja metar jedinice dužine, a "K" je jedinica apsolutne temperature.

Što je veća vrijednost, to je bolja toplinska provodljivost.

AL6063: Uobičajeni materijal za ekstruziju aluminija

AL6061: CNC obrada metala:

AL1100 ili AL1050: AL peraje uobičajeni materijal

C1100: Cu fin uobičajeni materijal

C1020: Uobičajeni materijal toplotne cijevi

ADC12 ili ADC 10 ili A380: Materijal za livenje pod pritiskom

Klasifikacija hladnjaka

1. Prema korištenom materijalu, može se podijeliti na:

a. Aluminijski hladnjak

b. Bakarni hladnjak

c. Kombinirani hladnjak od bakra i aluminija

d. Rebra toplotne cijevi

2. Prema proizvodnom procesu, može se podijeliti na:

a. Ekstrudirani hladnjaci

Ovo je odličan materijal za rasipanje topline koji se široko koristi u modernoj disipaciji topline, većina proizvođača koristi AL6063-T5 visokokvalitetni aluminijum, njegova čistoća može doseći više od 98%, ima jak kapacitet provodljivosti topline, nisku gustinu i nisku cijene, pa su ga favorizirali veliki proizvođači.

b. Rashladni element kovanja i livenja:

Uobičajeno se koristi u LED diodama, oblik: hladnjak sa zaobljenom iglom

c. Rashladni element sa AL kliznim perajem

Prednosti: područje odvođenja topline (rješava problem ekstrudiranog hladnjaka od aluminija, jer je peraja pregusta)

Nedostaci: Pogodno za proizvodnju u malim serijama, visoka cijena (u usporedbi s aluminijskim ekstrudiranim hladnjakom)

d. Rashladni element od bakra:

Prednosti: dobre performanse odvođenja topline, što rješava problem ekstruzije bakra.

Nedostaci: visoka cijena, velika težina, visoka tvrdoća, teško se obrađuje (u odnosu na AL)

g. Rashladni element sa umetkom od bakra

Prednosti: niska cijena i masovna proizvodnja

Nedostaci: struktura

Uglavnom se koristi za CPU računara. Kontaktni dio je promijenjen u bakarni blok. Bakar ima brzu apsorpciju toplote i energiju provođenja toplote

Sa karakteristikama jake sile, može brzo dovesti veliku količinu toplotne energije generisane radom CPU-a na površinski bakarni blok, a bakarni blok je usko kombinovan sa ekstrudiranim aluminijumskim hladnjakom, tako da velika količina toplotne energije može brzo difundiraju na aluminijumski ekstrudirani hladnjak i odvode se rotacijom ventilatora.

i. vezani hladnjak

Prednosti:

Ova tehnologija se može proizvoljno kombinovati i uskladiti s bakrenim i aluminijskim rebrima i bakrenom i aluminijskom bazom, a također može učinkovito izbjeći nedostatke nove toplinske otpornosti uzrokovane neujednačenim provođenjem topline različitih pasta za zavarivanje u procesu zavarivanja, može se koristiti hladnjak velike veličine proizvedeno.

Nedostaci:

Omogućite kupcima veću selektivnost i raznolikost termalnih rješenja. Međutim, zbog specifičnosti njegove obrade, cijena masovne proizvodnje je još uvijek previsoka.

Rashladna ploča

Dizajn rashladne ploče:

Rashladna ploča je kompaktna i tanka pločastog oblika, sa kanalima za fluid raspoređenim unutra, tako da stvaraju konvekciju između fluida i rashladne ploče i raspršuju potrošnju toplotne energije elektronskih komponenti velike snage koje se nalaze na površini rashladne ploče. .

Prednost primjene rashladne ploče je u tome što može rasipati više topline po jedinici površine, tako da se struktura hladnjaka može minijaturizirati. Nedostatak sistema za hlađenje je što se mora koristiti u sistemu sa tečnim medijem, održavanje je složeno, a pouzdanost komponenti visoka.

Osnova dizajna ploče za vodeno hlađenje

P: potrošnja energije

Tc, Tj: Tc se odnosi na temperaturu površine hladnjaka, Tj se odnosi na temperaturu spoja čipa.

Limenka: temperatura vode na ulazu

Δ TC: porast temperature površine hladnjaka, Δ T=(Tc-Tin)/P

Tout: temperatura izlazne vode

△ TW: porast temperature ulazne i izlazne vode, △ TW=Tout-Tin

Ta: Temperatura okoline

Tečnost: EGW x%, ili PGW x%, ili voda

△ ts: Temperaturna razlika svakog čipa na površini hladnjaka

Pritisak: fluid Pad pritiska

Pouzdanost odploča za vodeno hlađenje

1) Čvrstoća - proizvod ispunjava zahtjeve za konstrukcijsku upotrebu

2) Test držanja pritiska - proizvod ispunjava uslove za zaptivanje pod visokim pritiskom u sistemu

3) Test curenja - proizvod ispunjava uslove za curenje po jedinici vremena pod određenim uslovima pritiska

4) Zahtjevi otpornosti na koroziju - sirovine koje se koriste u proizvodu ispunjavaju zahtjeve za dugogodišnju otpornost na koroziju i bez curenja

5) Zahtevi za vibracije - proizvod ispunjava zahteve za zaptivanje pod određenim uslovima vibracija. I struktura nije oštećena, nepropusnost nije smanjena.

6) Ostalo, kao što su ravnost, hrapavost, sila izvlačenja vijaka, prednaprezanje vijka itd.

Tehnologija obrade vodene rashladne ploče:

1) CNC tip kanala: CNC (urezivanje) + zavarivanje argonom, CNC (urezivanje) + lemljenje, CNC (urezivanje) + vakuumsko lemljenje, CNC (urezivanje) + zavarivanje trenjem, CNC (urezivanje) + O prsten

2) Oblik za obradu dubokih rupa: bušilica + argonsko zavarivanje, pištoljska bušilica + zavrtani komad + argonsko zavarivanje, bušilica za pištolj + O prsten, bušilica za pištolj + uvrnuti komad + O prsten

3) Oblik livenja: zakopana cijev, livenje gravitacijom + zavarivanje argonom · gravitacijsko lijevanje + lemljenje, livenje gravitacijom + zavarivanje pod vakuumom, livenje gravitacijom + zavarivanje trenjem

4) Oblik zavarivanja namotaja: CNC aluminijska ploča + bakrena cijev + epoksid, CNC aluminijska ploča + čelična cijev + epoksid, CNC aluminijska ploča + bakrena cijev + zavarivanje kalaja

5) Proces ultra tanke ploče za hlađenje vodom: zavarivanje široke ravne cijevi, difuzijsko zavarivanje limova za žigosanje, lemljenje limova za štancanje, vakuumsko lemljenje lima za štancanje

6) Ekstrudirani oblik vodene ploče: vodena ploča s otvorom za otvore, ultra tanka ploča za vodeno hlađenje baterije

Obrada površina

1. Pjeskarenje

Pjeskarenje je metoda koja koristi komprimirani zrak za ispuhivanje kvarcnog pijeska velikom brzinom kako bi se očistila površina dijelova. Naziva se i puhanjem pijeska. Ne samo da uklanja rđu, već i ulje. Za premazivanje, vrlo je pogodan za uklanjanje hrđe na površini dijelova; Izmijenite površinu dijela; Vijčani spoj visoke čvrstoće u čeličnoj konstrukciji je napredna metoda. Budući da spoj visoke čvrstoće koristi trenje između spojnih površina za prijenos sile, ima visoke zahtjeve za kvalitetom površine spoja. Površina spoja mora biti tretirana pjeskarenjem.

Pjeskarenje se koristi za složene oblike, lako se uklanja rđu ručno, nisku efikasnost i loše okruženje na gradilištu.

Mašina za pjeskarenje ima pištolje za pjeskarenje različitih specifikacija. Sve dok nije posebno mala kutija, pištolj se može staviti da se suši.

Potporni proizvodi posude pod pritiskom----Glava, usvaja pjeskarenje kako bi se uklonila oksidna koža na površini radnog komada. Prečnik kvarcnog peska je 1,5m~3,5mm.

Postoji vrsta obrade koja koristi vodu kao nosač za pokretanje šmirgla za obradu dijelova, a to je pjeskarenje.

2.Površinska obrada aluminijskih legura

1). Proces galvanizacije legure aluminijuma

Zbog kemijskih i fizičkih svojstava aluminija i njegovih legura, galvanizacija na aluminijskim dijelovima je mnogo teža nego na čeličnoj podlozi, te se moraju provesti neki posebni tretmani. Sljedeći je tok procesa galvanizacije glavčine kotača od automobilske aluminijske legure

Poliranje - brizganje (selektivno) → ultrazvučno uklanjanje voska → pranje vodom → alkalno jetkanje i uklanjanje ulja → pranje vodom → jetkanje kiselinom (svjetlo) → pranje vodom → potapanje cinkom → pranje vodom → dezincifikacija → pranje vodom → potapanje cinkom → pranje u vodi → galvanizacija tamni nikl → pranje vodom → sjajni bakar I → pranje vodom → poliranje → ultrazvučno uklanjanje voska → pranje vodom → uklanjanje katodnog elektrolitičkog ulja → pranje vodom → aktivacija → pranje vodom → polusvijetli nikl → visoko sumporni nikl → svijetli nikl → nikl zaptivanje → pranje vodom → hromiranje → pranje vodom

2). Proces bezelektričnog nanošenja aluminijumske legure

Bezelektrično niklovanje na aluminijskoj leguri sve je više prihvaćeno od strane proizvođača zbog svojih odličnih performansi. Bezelektrično niklovanje je poznato i kao nikl-fosfor. Površina od legure aluminijuma (hladnjak računara, čvrsti disk, itd.) usvaja sledeći proces

Hemijsko odmašćivanje normalne temperature → čišćenje tekućom vodom x 2 → termičko odmašćivanje → čišćenje tekućom vodom x 2 → alkalna korozija → čišćenje tekućom vodom x 3 → kiselo kiseljenje → čišćenje tekućom vodom x 2 → primarno uranjanje cinkom → čišćenje tekućom vodom x 2 → 20% azotna kiselina → čišćenje tekućom vodom × 3 → sekundarno potapanje cinkom → čišćenje tekućom vodom x3 → (1-5%) prethodno potapanje amonijakom → kemijski nikl za prethodno nanošenje → čišćenje tekućom vodom x2 → čišćenje čistom vodom → srednji fosfor svijetli kemijski nikl ili visok sadržaj fosfora svijetli kemijski nikl → čišćenje tekućom vodom x3 → pasivacija → čišćenje tekućom vodom x3 → sušenje i sušenje → pregled → pakovanje

Aluminijski supstrat na površini elektroničkih komponenti kao što su poluvodički uređaji često zahtijeva elektrobesko niklovanje i bezelektrično pozlaćivanje zbog potrebe zavarivanja. Tok procesa je sljedeći:

Odmašćivanje → alkalno jetkanje → poliranje → prvo potapanje cinkom → dezincifikacija → otopina za prethodnu obradu → drugo potapanje cinkom → elektroniklovanje → prepreg za kiseljenje → bezelektro pozlata → završni tretman

3. Pasivacija

Pasivacija je tretiranje metala u otopini nitrita, nitrata, kromata ili dihromata kako bi se napravio sloj kromatnog pasivirajućeg filma na površini metala. Često se koristi kao naknadna obrada premaza cinka i kadmija za poboljšanje otpornosti premaza na koroziju, zaštitu obojenih metala i prianjanje filmova boje.

Proces pasivacije aluminijuma i aluminijumske legure:

Obrada aluminija i njegovih legura kromatom može dobiti još jedan film za kemijsku konverziju potpuno različit od anodizacije. Njegov sastav je isti kao hromat film cinka i kadmijuma, koji je kompleksno jedinjenje hroma.

Razlika između aluminijske anode i hromata --- Provodni i neprovodni

Uobičajeno korištena završna obrada aluminijumskog hladnjaka za ekstruziju: 1.Clean 2.Eloksiranje 3.Chromate

Uobičajena završna obrada bakrenog hladnjaka: Antioksidacija

4. Niklovanje

Metoda nanošenja sloja nikla na metal ili neki nemetal elektrolitičkim ili hemijskim metodama naziva se niklovanje. Niklovanje uključuje galvanizaciju i elektroniklovanje.

Galvanizacija je u elektrolitu koji se sastoji od soli nikla, provodljive soli, PH pufera i sredstva za vlaženje, a za anodu se koristi metalni nikl. Kada se primjenjuje jednosmjerna struja, na obložene dijelove će se nanijeti ujednačen i gust sloj nikla. Svijetli nikl se dobiva iz otopine za galvaniziranje sa posvjetljivačem, dok se tamni nikl dobiva iz elektrolita bez posvjetljivača.

Bezelektrična obrada se naziva i autokatalitička obrada. Specifični proces se odnosi na proces u kojem se ioni metala u vodenom rastvoru redukuju redukcionim agensom i pod određenim uslovima talože na površini čvrste matrice. Kao što je definirano u ASTM b374 (Američko društvo za ispitivanje i materijale), autokatalitičko prevlačenje je "taloženje metalne prevlake kontroliranom kemijskom redukcijom koju katalizira metal ili legura koja se taloži". Ovaj proces se razlikuje od pomicanja ploče. Premaz se može kontinuirano zgušnjavati, a sam galvanizirani metal ima i katalitičku sposobnost.

Bezelektrično niklovanje se obično koristi u industriji odvođenja topline zbog dobre lemljivosti.

Popularni tagovi: Heat Sink Basic Introduce, Kina, dobavljači, proizvođači, tvornica, prilagođeni, besplatni uzorak, proizvedeni u Kini, Процессор йылылыҡ раковина дизайны, Баҡыр йылылыҡ торбаһы менән раковина йылы, Юғары сифатлы һыуытыу йылылыҡ раковина, Юғары сифатлы йылылыҡ раковина, OEM йылылыҡ раковина, Склады Фин йылылыҡ раковина