방열판 설계: 주요 핀 매개변수 및 열 성능에 대한 정량적 영향에 대한 상세 분석

히트 싱크 핀의 매개 변수는 그 성능, 크기, 비용 및 신뢰성을 결정하는 핵심 요소입니다. 이 매개 변수는 상호 연관되어 있으며 상호 제한적입니다.우수한 열 설계 는 그 들 사이 에서 최적 의 균형 을 찾는 것 을 포함 합니다다음은 정의, 영향 및 설계 고려 사항을 포함하여 다양한 핀 매개 변수에 대한 자세한 소개입니다.

I. 핵심 기하학적 매개 변수

이 매개 변수들은 아래 그림 1에서 보여진 바와 같이 지느러미의 물리적 형태와 배열을 직접적으로 정의합니다.

그림 1: 핀 기하학적 매개 변수

1핀 피치 (P)

정의:두 개의 인접한 지느러미 사이의 중심에서 중심까지의 거리. 때로는 지느러미 사이의 명확한 거리를 가리키기도 한다.

영향력:

1- 작은 피치:부피 단위 당 더 많은 지느러미, 더 큰 열 분산 면적, 그러나 공기 저항과 먼지 축적에 대한 민감도가 증가합니다.

2큰 음향:공기 저항이 낮고 먼지 축적이 덜 가능하지만 전체 열 분산 면적이 감소합니다.

디자인 고려:열 분산 면적과 공기 흐름 저항 사이의 최적의 균형을 찾는 것이 필요합니다. 이것은 가장 중요한 타협 매개 변수 중 하나입니다.

2핑크 높이 (H)

정의:깃털의 수직 높이는 뿌리에서 끝까지

영향력:

1- 키가 커졌어열 분산 면적을 크게 증가시켜 냉각 능력을 향상시킵니다.

2부정적인 영향:지느러미가 길어질수록 끝부분의 열이 기판을 통해 전달되기 어려워집니다.지느러미 효율이 감소합니다 (끝과 뿌리 사이의 더 큰 온도 차이)기계적 강도 줄어들기 때문에 진동에 노출됩니다.

디자인 고려:높이는 피치와 두께와 연동하여 설계되어야 합니다. 높은 지느러미는 일반적으로 방해받지 않는 공기 흐름을 보장하기 위해 더 큰 피치를 필요로 합니다.

3. 핀 두께 (δ

정의:지느러미 자체의 물질 두께.

영향력:

1- 두께 증가:뿌리에서 끝까지 열 전달을 촉진합니다. 또한 더 나은 기계적 강도를 제공합니다.

2두께 감소:같은 피치 아래에서 더 많은 지느러미를 허용 (즉, 더 작은 맑은 거리), 따라서 열 방출 영역을 증가, 그러나 또한 공기 저항을 증가시킵니다.

디자인 고려:가벼운 무게와 소형화를 추구 할 때 더 얇은 지느러미가 사용됩니다. 그러나 프로세스 실현성과 구조 강도를 보장해야합니다.

4핀 내부 반지름 (R)

핀의 내부 반지름 (R) 은 곰팡이로 보장된다. 일반적으로 설계는 너무 작은 R 각을 지정해서는 안 된다.지나치게 작은 R는 스탬핑 후 핀 균열과 평평성 부족과 같은 결함을 초래할 수 있습니다..

5직각 편차 각 (a)

기지 표면의 수직에 대한 각 지느러미 물결의 축의 오차 각도 (a) 는 일반적으로 폼과 가공/조정 과정에 의해 결정됩니다.이 각은 일반적으로 ±3° 내에서 제어됩니다.이 허용도를 초과하면 지느러미가 잘 형성되지 않습니다.

6핀 모양

정의:지느러미의 거시 기하학적 형태

개요:지느러미는 톱니 모양, 직선형 (평평형) 및 구멍 모양과 같은 다양한 구조 유형으로 제공됩니다. 적절한 지느러미 유형은 다른 운영 조건에 따라 선택할 수 있습니다.지느러미 의 넓은 표면 면적 과 유체 흐름을 방해 할 수 있는 능력 은 열 교환 능력 을 결정 한다.

평평한 날개 특성:길고 평탄한 벽을 가진 긴 직사각형 날개를 특징으로 한다. 그 열 전달 및 흐름 특성은 긴 원형 파이프의 유체 흐름과 유사하다. 그림 2 참조.

그림 2: 평면 핀

톱니느러미 특징:유체 채널은 불균형으로 스탬프되어 유체의 격변을 증가시키고 열 전달 과정을 향상시킵니다. 그들은 "고효율 핀"으로 알려져 있습니다. 그림 3 참조.

그림 3: 톱니가 있는 지느러미

파동 핀 특성:물체 격동을 촉진하기 위해 특정 파동/파를 평평한 지느러미로 압축하는 것을 포함한다. 파동이 밀도가 높고 진폭이 클수록 열 전달 성능이 더 좋습니다. 그림 4 참조.

그림 4: 파동 핀

뚫린 지느러미 특성:평평한 지느러미에 많은 구멍을 뚫고 만들어집니다. 그들은 종종 입구/출구 분배 섹션에 배치되며 유체 위상 변화가 발생합니다. 아래 그림 5 참조하십시오.

그림 5: 구멍 뚫린 날개

II. 핀 성능 및 물리적 매개 변수

이 매개 변수는 지느러미의 성능 특성과 물리적 특성을 설명합니다.

1효율성

정의:지느러미의 실제 열분해와 이상 열분해의 비율 (지느러미 전체가 뿌리 온도에 있다고 가정하면)

영향력:

1지느러미가 더 높거나 더 얇거나 열 전도성이 떨어지는 재료로 만들어질수록 효율이 낮습니다.

2더 높은 효율은 지느러미 재료의 더 나은 활용을 나타냅니다.

디자인 고려:목표 는 최대한 높은 지느러미 효율 (일반적으로 원하는>70-80%) 을 만드는 것입니다.이것은 좋은 열전도성을 가진 재료를 선택하고 높이와 두께 비율을 합리적으로 설계하는 것을 의미합니다..

2수압 지름

정의:지느러미 사이의 흐름 채널의 특성을 설명하는 데 사용되는 포괄적인 매개 변수.

영향력:채널 내의 흐름 특성과 레이놀즈 수 (Re) 를 결정하여 양전적 열 전달 계수 및 흐름 저항에 영향을줍니다.

디자인 고려:엔지니어들은 유체역학과 열전달 계산에 사용합니다.

3부피 면적 비율

정의:용량 단위당 제공되는 열 분산 표면

영향력:더 높은 비율은 더 나은 압축성을 나타냅니다. 제한된 공간에서 더 큰 냉각 용량을 허용합니다.

디자인 고려:공간 제한된 응용 프로그램 (예를 들어, 노트북, 휴대 전화) 에서, 대면적 대 부피 비율이 높다는 것은 매우 중요합니다. 이것은 일반적으로 더 작고 밀도가 높은 지느러미를 의미합니다.