خشونة سطح المشتت الحراري: الدليل النهائي (Ra والأداء والقياس)
خشونة المشتت الحراري
في تصميم تبديد الحرارة للمنتجات الإلكترونية، يركز العديد من الأشخاص على المواد (الألومنيوم والنحاس) والهياكل (الزعانف والزعانف الدبوسية والبثق مقابل الطرق الباردة)، ولكن غالبًا ما يتجاهلون تفاصيل - خشونة سطح المشتت الحراري.
تؤثر خشونة السطح بشكل مباشر على التوصيل الحراري، والمقاومة الحرارية للتلامس، وحتى كفاءة نقل الحرارة بالحمل الحراري للهواء، لذا لا يمكن تجاهلها في تصميم تبديد الحرارة عالي الأداء-.
ما هي خشونة المشتت الحراري؟
تشير خشونة السطح (Ra، متوسط الخشونة الحسابية) إلى متوسط قيمة الخشونة الدقيقة على سطح قطعة العمل، معبرًا عنها بالميكرومتر (ميكرومتر).
بالنسبة للمشتتات الحرارية، هناك نوعان رئيسيان:
1. خشونة سطح التلامس السفلي: الواجهة حيث يتصل المشتت الحراري مباشرة بجهاز الشريحة/الطاقة.
2. خشونة سطح الزعانف: يرتبط سطح تبديد الحرارة للمشتت الحراري بنقل الحرارة بالحمل الحراري للهواء.
تأثير خشونة السطح على أداء المشتت الحراري
1. الواجهة الحرارية (أسفل)
يمكن أن تؤدي الخشونة المفرطة إلى عدم كفاية منطقة الاتصال، وزيادة المقاومة الحرارية، وانخفاض كفاءة التوصيل الحراري.
مطلوب عادةً: Ra أقل من أو يساوي 1.6 ميكرومتر، وبعض التطبيقات عالية الأداء -تتطلب Ra أقل من أو يساوي 0.8 ميكرومتر، بالإضافة إلى مادة الواجهة الحرارية (TIM).
2. زعانف تبديد الحرارة (السطح)
تعتبر الخشونة المعتدلة مفيدة لتعزيز اضطراب تدفق الهواء وتحسين نقل الحرارة بالحمل الحراري.
سلس للغاية → كفاءة الحمل الحراري محدودة.
خشن للغاية، ومن المرجح أن يلتصق الغبار، ويقل أداء تبديد الحرارة على المدى الطويل-.
بشكل عام، يمكن التحكم فيه ضمن Ra 3.2-6.3 μm.
عمليات التصنيع الشائعة ومستويات الخشونة
| طريقة العملية | خشونة (رع، مم) | صفات |
| البثق | 3.2-6.3 | تكلفة منخفضة، وسطح خشن للزعانف، ويتطلب-معالجة لاحقة لتحسين السطح السفلي |
| تزوير الباردة | 1.6-3.2 | كثافة عالية ونعومة سطحية جيدة |
| يموت الصب | 3.2-12.5 | يمكن أن يشكل أشكالًا معقدة، لكن خشونة السطح عالية والتوصيل الحراري ضعيف قليلاً |
| التصنيع باستخدام الحاسب الآلي | 1.6-3.2 | دقة عالية ويشيع استخدامها في المعالجة الثانوية للسطح السفلي |
| طحن/تلميع | 0.4-0.8 | متطلبات الأداء العالي لتحسين سطح التلامس للرقاقة |
كيفية قياس خشونة سطح المشتتات الحرارية؟
1. مقياس الملف الشخصي للقلم
استخدم إبرة للانزلاق على سطح قطعة العمل، وقياس تغير الارتفاع، وإخراج قيمة Ra.
دقة عالية وهذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا.
2. قياس التداخل البصري
يعد تحليل تقلبات السطح من خلال المسح الضوئي مناسبًا لاكتشاف الأسطح فائقة النعومة.
3. تنسيق آلة القياس (CMM) مع وحدة السطح
يمكن دمجه مع قياس الحجم واكتشاف الخشونة.
4. التحليل المجهري
استخدام المجهر الإلكتروني لملاحظة البنية المجهرية وتحليل خشونة السطح نوعياً.
خاتمة
تلعب خشونة المشتت الحراري، على الرغم من كونها تفصيلية، دورًا حاسمًا في الإدارة الحرارية:
كلما كانت خشونة السطح السفلي أصغر، كلما كان ذلك أفضل (لضمان الاتصال الحراري).
سطح الزعانف خشن إلى حد ما (يعزز نقل الحرارة بالحمل الحراري).
تحدد تقنيات المعالجة المختلفة مستوى الخشونة، وعند التصميم، من الضروري مراعاة الأداء والتكلفة بشكل شامل.
بالنسبة لتطبيقات الطاقة- العالية، يوصى بالانتباه إلى المادة والبنية والخشونة والمعالجة عند اختيار المشتتات الحرارية، والتحكم فيها من خلال طرق اختبار موثوقة لتحقيق أفضل تأثير لتبديد الحرارة.
الوسم : خشونة سطح المشتت الحراري: الدليل النهائي (RA، الأداء والقياس)، الصين، الموردين، الشركات المصنعة، المصنع، عينة مخصصة، مجانية، صنع في الصين
