معدنان، واقعان حراريان
يوصل النحاس الحرارة عند حوالي 400 واط/م ك – حوالي ضعف 200 واط/م ك من الألومنيوم. إذا كانت الموصلية الحرارية هي العامل الوحيد، فإن كل المشتت الحراري سيكون من النحاس. لكن المشتت الحراري عبارة عن نظام هندسي ووزن وتكلفة، وهنا تصبح المقارنة مثيرة للاهتمام. يعوض الألومنيوم المبثوق انخفاض التوصيلية باستخدام زعانف لا يمكن للنحاس أن يضاهيها اقتصاديًا.
لماذا يفوز الألومنيوم بمعظم التصاميم؟
الألومنيوم يفوز على أربع جبهات. الوزن: ثلث النحاس، وهو ضروري لأي شيء يتم تركيبه أو شحنه. التكلفة: ما يقرب من نصف الكيلوجرام الواحد وأرخص بكثير في البثق في هندسة الزعانف المعقدة. الهندسة: ينتج عن البثق زعانف طويلة ورفيعة – جدران 0.8 مم مع نسب زعانف أعلى من 10:1 – مما يضاعف مساحة السطح، ومساحة السطح هي ما يحرك الحرارة فعليًا. تشطيب السطح: يضيف الأنودة الحماية من التآكل والانبعاثية. بالنسبة لـ 90 بالمائة من التصميمات الحرارية B2B، يوفر حوض الألمنيوم المبثوق أقل تكلفة لكل واط.
عندما يكسب النحاس سعره
يكتسب النحاس سعره في ثلاث حالات. قيود المساحة القصوى: لوحة قاعدة صغيرة حيث يكون لكل ملليمتر مربع أهمية. تدفق حراري عالي جدًا: نقاط اتصال IGBT ووحدة المعالجة المركزية حيث يجب أن تكون طبقة الانتشار من النحاس. تصميمات هجينة: قاعدة نحاسية أو أنابيب حرارية مدمجة في هيكل زعانف من الألومنيوم – أفضل ما في العالمين. يستخدم النحاس أيضًا كمغسلة كاملة للكميات الصغيرة حيث لا يكون هناك ما يبرر استخدام أدوات بثق الألومنيوم.
الحكم العملي
بالنسبة للإنتاج بكميات كبيرة، فإن الألومنيوم المبثوق هو دائمًا الإجابة الصحيحة: تكلفة أقل، وأخف وزنًا، وهندسة تتفوق على الموصلية. عندما يحتاج التصميم حقًا إلى أداء نحاسي، فإن الخطوة الذكية تكون عبارة عن زعانف هجينة من الألومنيوم مع قاعدة نحاسية أو أنابيب حرارية – بدلاً من كتلة نحاسية صلبة. يقوم Siken Aluminium ببثق مقاطع المشتت الحراري في 6063-T5 وT6، ويمكن لخط التصنيع الخاص بنا دمج ألواح القاعدة النحاسية وأنابيب الحرارة والزعانف المضغوطة في مجموعة واحدة يتم تسليمها.
الأسئلة المتداولة
يوصل النحاس الحرارة بشكل أفضل – لماذا لا يزال الألومنيوم هو الخيار الافتراضي؟
يوفر النحاس حوالي 1.6x التوصيل الحراري للألمنيوم، لكنه يكلف عدة مرات أكثر، ويزن 3x أكثر، ويصعب بثقه في أشكال زعانف معقدة. بالنسبة لمعظم الإلكترونيات وتبريد LED، فإن التكلفة والوزن الأقل للألمنيوم بالإضافة إلى مساحة الزعنفة الأكبر تفوز على الأداء الحراري الإجمالي لكل دولار.
متى يصبح النحاس ضروريا؟
عندما تكون المساحة ضيقة للغاية، يكون التدفق الحراري مرتفعًا جدًا، أو يحتاج المكون إلى أقصى قدر من التوصيل في مساحة صغيرة – على سبيل المثال وحدات IGBT المتطورة وبعض صمامات الليزر الثنائية. في تلك الحالات، يمكن دمج موزع الحرارة النحاسي مع مجموعة زعانف من الألومنيوم.
هل تقدم شركة Siken Aluminium تصميمات هجينة من النحاس والألمنيوم؟
نحن نركز على سحب الألمنيوم، ولكننا نقوم بتشكيل مقاطع الألمنيوم بشكل روتيني لقبول إدخالات النحاس أو حجرة البخار التي يقدمها العميل، مما يوفر لك النواة الحرارية التي تحتاجها داخل غلاف ألومنيوم خفيف الوزن.