6 wichtige Überlegungen zum Kühlkörperdesign

Kühlkörper übertragen die von einer elektronischen Komponente oder Baugruppe erzeugte Wärme an ein Kühlmedium.Die Wärmeübertragung vom Bereich höherer Temperatur (elektronische Komponente) zum Bereich niedrigerer Temperatur (flüssiges Medium) erfolgt durch Leitung, Konvektion, Strahlung oder eine Kombination dieser Wärmeübertragungsmethoden.

Die Leistung dieses passiven Wärmetauschers wird von vielen Faktoren bestimmt, darunter der Geschwindigkeit des Kühlmittels, der Wärmeleitfähigkeit, dem Material der Wärmeschnittstelle und der Verbindungsmethode.Für eine spezifische Anwendung können die Parameter des Kühlkörpers durch Modellierung und Analyse genau bestimmt werden.Durch diesen Artikel Hersteller von Kühlkörpern Winshare verrät Ihnen die 6 Hauptfaktoren, die das Design eines Kühlkörpers beeinflussen.

1. Wärmewiderstand

Der Wärmewiderstand ist die Summe des Widerstands gegen den Wärmefluss zwischen der Form und dem Kühlmittel.Zu diesen Wärmeflusswiderständen gehören der Widerstand zwischen der Form und dem Komponentengehäuse, der Widerstand zwischen dem Gehäuse und dem Kühlkörper (Widerstand der thermischen Schnittstelle) und der Widerstand zwischen dem Kühlkörper und der sich bewegenden Flüssigkeit.Der Wärmewiderstand hat keinen Einfluss auf die inhomogene Wärmeverteilung und ist nicht für die Modellierung von Systemen geeignet, die sich nicht im thermischen Gleichgewicht befinden.

Obwohl der Wert des thermischen Widerstands näherungsweise ist, ermöglicht er die Modellierung und Analyse der thermischen Eigenschaften von Halbleiterbauelementen und Kühlkörpern.Durch die Analyse unterschiedlicher Kühlkörperkonstruktionen werden die Geometrie und Parameter des Kühlkörpers ermittelt, mit denen die maximale Wärmeableitung erreicht wird.Eine komplexe Modellierung der thermischen Eigenschaften kann durch die Vernetzung des Kühlkörpers mithilfe des 3D-Wärmewiderstands erreicht werden.

2. Materialien

Der Kühlkörper wurde aus Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Aluminium und Kupfer konstruiert.Kupfer verfügt über eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, Beständigkeit gegen Mikroorganismen, biologische Kontamination, Korrosionsbeständigkeit und Wärmeabsorption.Seine Eigenschaften machen es zu einem hervorragenden Material für Kühlkörper, es ist jedoch teurer und dichter als Aluminium.Kupfer und Kühlkörper aus Aluminium Beide haben ihre Vorteile und sind die beiden häufigsten Arten von Kühlkörpern.

Diamant verfügt über eine hohe Wärmeleitfähigkeit und ist daher ein geeignetes Material für thermische Anwendungen.Seine Gitterschwingungen erklären seine hervorragende Wärmeleitfähigkeit.Auch Verbundwerkstoffe wie AlSiC, Dymalloy und Kupfer-Wolfram-Pseudolegierungen werden häufig für thermische Anwendungen verwendet.

3. Anordnung, Form, Größe und Position des Kühlkörpers

Die Strömung des Kühlmediums wird maßgeblich durch die Anordnung der Lamellen am Kühlkörper beeinflusst.Eine optimierte Konfiguration trägt dazu bei, den Widerstand gegen den Flüssigkeitsfluss zu verringern, sodass mehr Luft durch den Kühler strömen kann.Seine Leistung hängt auch von der Form und dem Design seiner Flossen ab.Die Optimierung der Form und Größe der Rippen trägt dazu bei, die Wärmeübertragungsdichte zu maximieren.

4. Elektronische Wärmeableitungseffizienz

Der Kühlkörper nimmt die Wärme des elektronischen Geräts auf und gibt sie an das umgebende Kühlmittel ab.Die von den Lamellen auf das Kühlmedium übertragene Wärme nimmt mit zunehmendem Abstand von der Unterseite des Kühlkörpers ab.Die Verwendung von Materialien mit höherer Wärmeleitfähigkeit und die Verringerung des Seitenverhältnisses der Rippen können dazu beitragen, die Gesamteffizienz der Rippen zu verbessern.

5. Materialien für die thermische Schnittstelle

Oberflächenfehler, Rauheit und Lücken erhöhen den thermischen Kontaktwiderstand und verringern die Wirksamkeit der thermischen Lösung.Diese Defekte erhöhen den Widerstand gegen den Wärmefluss, indem sie die thermische Kontaktfläche zwischen den elektronischen Komponenten und ihrem Kühlkörper verringern, wodurch die Effizienz des Kühlkörpers verringert wird.Der Wärmewiderstand wird durch Erhöhung des Grenzflächendrucks und Verringerung der Oberflächenrauheit verringert.In den meisten Fällen weisen diese Methoden zur Resistenzreduzierung Einschränkungen auf.Um diese Einschränkungen zu überwinden, werden thermische Schnittstellenmaterialien verwendet.Bei der Auswahl eines thermischen Schnittstellenmaterials für eine bestimmte thermische Anwendung sollten der spezifische Widerstand des Materials, der Kontaktdruck und die Größe des Oberflächenspalts berücksichtigt werden.

6. Methoden zur Installation des Kühlkörpers

Die thermische Leistung eines Kühlkörpers kann durch Auswahl der geeigneten Methode zur Befestigung des Kühlkörpers an einem elektronischen Gerät oder einer Komponente verbessert werden.Der Auswahlprozess sollte die thermischen und mechanischen Anforderungen der Wärmemanagementlösung berücksichtigen.Zu den Standardmethoden zur Befestigung von Kühlkörpern gehören Abstandshalter, flache Federklammern, Epoxidharz und wärmeleitendes Klebeband.

Dies sind die 6 Hauptfaktoren, die den Wärmeableitungseffekt bei der Konstruktion eines Kühlkörpers beeinflussen.Wenn wir die Wärmeableitungsleistung eines Kühlkörpers verbessern wollen, sind auch die oben genannten 6 Faktoren die wichtigste Überlegung.Wenn Sie die Wärmeableitungswirkung eines Kühlkörpers optimieren möchten, können Sie darauf zurückgreifen.Wenn Sie immer noch das Gefühl haben, keine Möglichkeit zu haben, anzufangen, können Sie eine Nachricht senden oder eine E-Mail senden, um Winshare, einen Fachmann, zu kontaktieren industrielle Kühllösung Anbieter.Wir können Ihnen die professionellste Beratung bieten.