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Tubo de calor versus cámara de vapor: ventajas, desventajas y áreas de aplicación reveladas
Los disipadores de calor son uno de los componentes más esenciales en la refrigeración de equipos electrónicos. Para cualquier fuente de calor que no pueda enfriarse adecuadamente mediante su propio enfriamiento por conducción y deba enfriarse de manera más eficiente que un disipador de calor, se requiere un disipador de calor para eliminar el calor de la fuente y disiparlo mediante una conducción o convección más optimizada. Este artículo describe los pasivos más populares. tipos de disipadores de calor , integración, personalización y cómo elegir la fabricación y el tipo de aleta adecuados para su aplicación.
Los radiadores de placa pueden ser estampados o extruidos. Los disipadores estampados están fabricados a partir de láminas de metal que se someten a un proceso de estampado progresivo, en el que se añade detalle y funcionalidad a cada estampado metálico a medida que pasa por el troquel de estampado. Las geometrías de disipador de calor estampadas están diseñadas para tipos de paquetes electrónicos específicos para garantizar un ajuste y funcionamiento optimizados en la PCB. Estos disipadores de calor pueden ser pasivos o activos, basándose en la adición de ventiladores, que normalmente se utilizan para aumentar el flujo de aire en toda la placa o sistema.
El aluminio extruido es uno de los métodos de fabricación más populares y rentables. Disipadores de calor extruidos El tamaño varía según la aplicación, siendo más pequeño para aplicaciones de nivel de placa y más grande para aplicaciones de potencia media. Pueden diseñarse para enfriamiento pasivo o activo dependiendo de la forma y el espaciado de las aletas. Los disipadores de calor extruidos a nivel de placa son comunes en paquetes como BGA y FPGA.
La elección del disipador de calor extruido adecuado depende en gran medida del factor de forma deseado. Los disipadores de calor extruidos se fabrican creando un troquel de perfil que determina la densidad, el paso y la longitud de las aletas, así como la altura y el ancho de la base. El aluminio ablandado se empuja dentro del troquel para formar una barra larga, llamada barra en bruto, con el mismo perfil y dimensiones que el troquel. Luego, la barra se corta en barras/rectángulos de forma estándar más pequeños o en longitudes personalizadas. Estos se mecanizan y acaban aún más para crear disipadores de calor personalizados. El proceso es rápido, rentable y escalable; Es por eso que muchas personas consideran primero los radiadores extruidos cuando buscan una solución.
El torneado es un método de procesamiento de materiales fabricados a partir de una sola pieza de metal en el que las capas se cortan parcialmente desde la parte superior de la base en rodajas finas. Estas capas se pliegan para que queden perpendiculares a la base y el proceso se repite periódicamente para crear las aletas. La construcción de una sola pieza reduce la resistencia térmica porque no hay costuras ni materiales entre las aletas y la base. El proceso también permite altas densidades de aletas y geometrías de aletas delgadas, lo que da como resultado una mayor superficie del radiador y una mayor transferencia de calor.
A diferencia de los radiadores extruidos, radiadores de aletas torneadas no dependen de herramientas ni de múltiples pasos; en cambio, utilizan una única herramienta de corte, lo que reduce los costos de herramientas, mejora la flexibilidad del diseño y acelera la creación de prototipos.
Los disipadores de calor con aletas adheridas son conjuntos de dos piezas que consisten en una base extruida o mecanizada con huecos o ranuras y aletas que están unidas a un adhesivo térmicamente conductor (generalmente epoxi o soldadura). Para mejorar la integridad estructural y el rendimiento térmico, estas estructuras a veces se sueldan para fortalecer la unión térmica y mecánica.
Las aletas generalmente se estampan a partir de una bobina o se cortan a partir de láminas delgadas, mientras que la base generalmente se extruye, se funde a presión o se mecaniza. La base también puede incluir integración térmica adicional, como tubos de calor integrados o placas de compensación de calor, para lograr un mayor rendimiento. Al admitir más aletas y más largas y una personalización adicional, los radiadores adheridos brindan un mayor rendimiento y una mayor superficie en un espacio más pequeño.
Las pilas de aletas con cremallera están hechas de una serie de aletas de chapa metálica estampadas individualmente que se pliegan y cierran con cremallera mediante una función de enclavamiento. Las longitudes de las aletas y los espacios libres varían según el troquel de estampado. Las aletas pueden cerrarse para formar un conducto con aletas o dejarse abiertas para un flujo de aire multidireccional según lo requiera la aplicación. Las pilas de aletas generalmente se sueldan o se aplican con epoxi a la base del radiador o a los tubos de calor para lograr un ensamblaje térmico completo. La conexión de las aletas superior e inferior mejora la estabilidad mecánica y hace que el radiador sea más duradero. Las pilas de aletas con cremallera ofrecen un alto grado de flexibilidad de diseño y se pueden utilizar para soluciones altamente integradas utilizando una variedad de tecnologías, desde tubos de calor empotrados y transportables y paneles de ecualización de calor hasta ventiladores y sistemas grandes.
Las aletas plegadas se construyen pasando una lámina de metal a través de un proceso de plegado para crear una variedad de formas geométricas con mayor superficie. Aunque estas aletas se pueden utilizar en una variedad de tecnologías, incluidos paneles refrigerados por líquido; a menudo están unidos o soldados a una base para formar un disipador de calor.
Los radiadores de fundición a presión son construcciones de una sola pieza. Se producen principalmente en grandes volúmenes para aplicaciones sensibles al peso, que requieren una calidad de superficie superior o tienen geometrías muy complejas. Estas soluciones se crean vertiendo una aleación térmicamente conductora en un molde personalizado de forma casi neta, seguido de un mecanizado ligero y un acabado para obtener el producto final.
