전자 장비의 소형화 추세는 날로 높아지고 있으며, 더 많은 기능, 더 높은 성능에 대한 수요는 각 패키지 수준의 폼 팩터 축소를 더욱 추진하여 전력 밀도가 급속히 상승하고 있습니다.

칩 패키징 프로세스 및 TDP

설비의 소형화는 비용 절감에서 비롯된 것으로, 열 솔루션은 제품의 중량, 부피, 비용을 직접 증가시키고 기능적 이점은 없지만 제품의 신뢰성을 제공합니다.부품 온도를 정해진 범위 내에서 통제하는 것은 설계 수용 정도를 결정하는 통행기준이므로 효과적인 냉각은 전자 제품의 안정적인 운영과 장기적인 신뢰성에 매우 중요합니다.

한편, 설비를 소형화한 결과, 설계 여유는 점점 줄어들고, 과잉 설계에 대한 관용은 갈수록 낮아지고 있다.한편 소형화의 전반적인 추세는 점점 복잡해지고 복잡한 기하학 모델을 만들어 제품의 기계 성분과 전자 성분의 긴밀한 통합을 심화시켰다. 그 결과, 흐름 공간이 크게 압축되어 대류 가열 범위가 제한되고 열 설계의 핵심 소재인 방열판의 구조가 더 복잡해집니다.

히트싱크는 전자장비의 열 설계에서 가장 일반적으로 사용되는 열 강화 구성품입니다. 강화 원리는 열교환 면적을 늘리는 것이며, 일반적으로 열원의 열흐름 밀도, 열 구성품의 온도 요구 사항, 제품 내부 공간 크기, 히트싱크 설치 및 외관 디자인 등의 요구 사항을 고려합니다.

방열판의 성능은 재질, 기하학적 치수, 바닥 평탄도, 열 저항, 표면 처리, 설치 및 고정 방법, 작업 환경 온도 및 습도를 포함한 여러 요인의 영향을 받습니다.

1.방열판 소재

방열판의 재료는 주로 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 철 등입니다.알루미늄은 자연계에서 가장 풍부한 금속 원소로, 가볍고 부식성이 강하며 열전도율이 높아 라디에이터의 원료로 적합하다.알루미늄에 약간의 금속을 추가하여 알루미늄 합금을 형성하면 재료의 경도를 크게 높일 수 있다.흑연은 금속 재질의 전도성, 열전도성을 가지고 있으며, 동시에 유기 플라스틱과 같은 가소성을 가지고 있어 전자 통신 조명 등의 분야에서 더욱 응용된다.

2. 히트싱크 제조 공정

히트싱크의 주요 가공기술로는 CNC, 알루미늄 압출, 스키빙, 핀 삽입 등이 있습니다.

알루미늄 압출: 알루미늄 압출 방열판은 알루미늄 잉곳을 약 460℃로 가열한 후, 반고체 알루미늄을 고압 하에서 홈이 있는 압출 다이를 통해 흐르게 하여 방열판의 초기 모양을 압출한 후 절단하고 추가 가공하여 제작됩니다.알루미늄 압착 공정은 라디에이터의 평탄도 등의 치수 요구 사항을 정확하게 보장할 수 없으므로 일반적으로 후기에는 추가 가공이 필요합니다.

스키빙: 스키빙은 특정 각도로 긴 판금(일반적으로 알루미늄 합금 또는 구리 합금) 스트립을 절단하여 재료를 조각으로 자르고 곧게 펴서 직선 핀 구조를 형성함으로써 이루어집니다. 스키빙의 장점은 핀 밀도가 더 높고 핀 높이 곱셈 비율이 더 큰 방열판을 처리할 수 있다는 것입니다.

 인서트 핀: 인서트 핀 방열판의 가공은 핀을 방열판 베이스 플레이트에 삽입하고 접착 용접, 브레이징 또는 압출을 통해 핀을 베이스에 연결하여 이루어집니다. 핀과 방열판 베이스의 조합은 매우 중요합니다. 올바르게 처리하지 않으면 특정 접촉 열 저항이 형성되어 인서트 핀 방열판의 방열 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

3.히트싱크 표면처리

알루미늄 합금은 공기 중에서 쉽게 산화되지만(산화알루미늄 피막 형성) 이러한 자연 산화층은 치밀하지 않고 내식성이 약하며 미관, 내식성, 방열 성능 향상 등의 요구 사항에 따라 오염되기 쉽습니다. , 금속 라디에이터에는 표면 처리가 필요합니다. 일반적인 표면 처리 공정에는 양극 처리, 샌드 블라스팅, 화학적 니켈 도금 및 베이킹 페인트 등이 포함됩니다.

양극산화: 양극산화의 원리는 본질적으로 물 전기 분해입니다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 유전체 용액에 양극으로 넣습니다. 전기 분해를 통해 표면에 알루미늄 산화막을 형성하는 공정을 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 양극산화라고 합니다. 양극산화 후 방열판의 표면 방사율이 증가하고 열 복사의 방열 용량이 향상됩니다. 양극산화는 알루미늄/알루미늄 합금의 색상을 유지하거나 변경할 수 있습니다. 대부분의 방열판은 검은색 양극산화를 사용합니다.

샌드블라스팅: 샌드블라스팅은 압축 공기를 동력으로 사용하고 고속 모래 흐름의 충격을 사용하여 라디에이터 표면을 청소하고 거칠게 만드는 공정을 말합니다. 이 공정은 표면에 대한 충격과 절단 작용을 통해 방열판 표면의 녹과 같은 모든 먼지를 제거할 뿐만 아니라 제품 표면에 균일한 금속 광택을 보이게 할 수 있습니다.

화학 니켈 도금: 화학 니켈 도금은 수용액에서 물체 표면에 니켈 합금을 증착하는 공정입니다. 이 도금의 특징은 표면 경도가 높고, 내마모성이 좋으며, 도금이 균일하고 아름다우며, 내식성이 강합니다. 구리와 알루미늄은 직접 용접할 수 없기 때문에 납땜과 같은 공정을 사용하여 용접하기 전에 둘 다 화학 니켈로 도금해야 합니다.

페인트 베이킹: 페인트 베이킹은 고온(280℃~400℃)에서 방열판 표면에 테프론이라는 고성능 특수 코팅을 추가하는 공정으로, 방열판 표면을 끈적거리지 않고, 내열성, 내습성, 내마모성, 내식성으로 만듭니다. 페인트 베이킹은 기존의 페인팅 공정과 비교하여 미관과 열전도성 모두에서 장점이 있습니다. 그러나 히트파이프 방열판은 고온으로 인해 팽창 및 변형되기 쉽기 때문에 베이킹 시 저온 페인트 베이킹이 필요합니다.

처리해야 할 전력이 계속 증가함에 따라 히트싱크는 히트 파이프, 핀 등의 장치와 결합되어 더욱 고성능의 냉각 모듈을 형성하기 시작했으며, 방열 효율이 더 높은 수냉식 히트싱크가 등장했습니다.

열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.