Rugosidade da superfície do dissipador de calor: o guia definitivo (Ra, desempenho e medição)

Rugosidade da superfície do dissipador de calor: o guia definitivo (Ra, desempenho e medição)

A rugosidade do dissipador de calor

No projeto de dissipação de calor de produtos eletrônicos, muitas pessoas se concentram em materiais (alumínio, cobre) e estruturas (aletas, aletas de pino, extrusão versus forjamento a frio), mas muitas vezes ignoram um detalhe - a rugosidade da superfície do dissipador de calor.
A rugosidade da superfície afeta diretamente a condutividade térmica, a resistência térmica de contato e até mesmo a eficiência da transferência de calor por convecção de ar, por isso não pode ser ignorada em projetos de dissipação de calor de alto-desempenho.

Qual é a rugosidade de um dissipador de calor?

Rugosidade superficial (Ra, Rugosidade Média Aritmética) refere-se ao valor médio da micro rugosidade na superfície de uma peça, expressa em μm (micrômetros).

Para dissipadores de calor, existem basicamente dois tipos:

1. Rugosidade da superfície de contato inferior: a interface onde o dissipador de calor entra em contato diretamente com o chip/dispositivo de alimentação.
2. Rugosidade da superfície das aletas: A superfície de dissipação de calor do dissipador de calor está relacionada à transferência de calor por convecção de ar.

O impacto da rugosidade da superfície no desempenho do dissipador de calor

1. Interface térmica (parte inferior)

A rugosidade excessiva pode levar a uma área de contato insuficiente, aumento da resistência térmica e diminuição da eficiência da condutividade térmica.
Geralmente necessário: Ra menor ou igual a 1,6 μm, e algumas aplicações de alto-desempenho exigem Ra menor ou igual a 0,8 μm, combinado com material de interface térmica (TIM).

2. Aletas de dissipação de calor (superfície)

A rugosidade moderada é benéfica para aumentar a perturbação do fluxo de ar e melhorar a transferência de calor por convecção.
Muito suave → eficiência de convecção limitada.
Muito áspero → a poeira tem maior probabilidade de aderir e o-desempenho de dissipação de calor a longo prazo diminui.
Geralmente, pode ser controlado dentro de Ra 3,2-6,3 μm.

Processos Comuns de Fabricação e Níveis de Rugosidade

Como medir a rugosidade superficial de dissipadores de calor?

1. Perfilômetro de caneta

Use uma agulha para deslizar na superfície da peça de trabalho, meça a mudança de altura e produza o valor Ra.
Alta precisão e este é o método mais comum.

2. Interferometria Óptica

A análise de flutuações de superfície por meio de varredura óptica é adequada para detectar superfícies ultralisas.

3. Máquina de medição por coordenadas (CMM) com módulo de superfície

Pode ser combinado com medição de tamanho e detecção de rugosidade.

4. Análise microscópica

Usando um microscópio eletrônico para observar a microestrutura e analisar qualitativamente a rugosidade da superfície.

Conclusão

A rugosidade do dissipador de calor, embora seja um detalhe, desempenha um papel crucial no gerenciamento térmico:
Quanto menor for a rugosidade da superfície inferior, melhor (para garantir o contato térmico).
A superfície das aletas é moderadamente áspera (melhorando a transferência de calor por convecção).
Diferentes técnicas de processamento determinam o nível de rugosidade e, ao projetar, é necessário considerar o desempenho e o custo de forma abrangente.
Para aplicações-de alta potência, é recomendável prestar atenção ao material, estrutura, rugosidade e processo ao selecionar dissipadores de calor e controlá-los por meio de métodos de teste confiáveis ​​para obter o melhor efeito de dissipação de calor.
 

Tag: Rugosidade da superfície do dissipador de calor: o guia definitivo (ra, desempenho e medição), China, fornecedores, fabricantes, fábrica, personalizado, amostra grátis, fabricado na China