Espalhador de calor - Heat spreader

Esta animação térmica do projeto do dissipador de calor com câmara de vapor de 120 mm de diâmetro (propagador de calor) foi criada usando análise de dinâmica de fluidos computacional (CFD) de alta resolução e mostra a superfície do dissipador de calor com contorno de temperatura e trajetórias de fluxo de fluido, previstas usando um pacote de análise CFD.

Um dissipador de calor transfere energia como calor de uma fonte mais quente para um dissipador de calor ou trocador de calor mais frio . Existem dois tipos termodinâmicos, passivo e ativo. O tipo mais comum de dissipador de calor passivo é uma placa ou bloco de material com alta condutividade térmica , como cobre , alumínio ou diamante. Um difusor de calor ativo acelera a transferência de calor com gasto de energia como trabalho fornecido por uma fonte externa.

Um tubo de calor usa fluidos dentro de uma caixa selada. Os fluidos circulam passivamente, por convecção espontânea, desencadeada quando ocorre uma diferença de temperatura de limiar; ou ativamente, por causa de um impulsor acionado por uma fonte externa de trabalho. Sem circulação selada, a energia pode ser transportada por transferência de matéria fluida, por exemplo, ar frio fornecido externamente, conduzido por uma fonte externa de trabalho, de um corpo mais quente para outro corpo externo, embora isso não seja exatamente transferência de calor conforme definido na física.

Exemplificando o aumento da entropia de acordo com a segunda lei da termodinâmica, um dissipador de calor passivo dispersa ou "espalha" o calor, de modo que o (s) trocador (es) de calor podem ser utilizados de forma mais completa. Isso tem o potencial de aumentar a capacidade térmica da montagem total, mas as junções térmicas adicionais limitam a capacidade térmica total. As propriedades de alta condução do espalhador o tornarão mais eficaz para funcionar como um trocador de calor de ar , ao contrário da fonte original (presumivelmente menor). A baixa condução de calor do ar na convecção é acompanhada pela maior área de superfície do espalhador e o calor é transferido de forma mais eficaz.

Um difusor de calor é geralmente usado quando a fonte de calor tende a ter uma alta densidade de fluxo de calor (alto fluxo de calor por unidade de área) e, por qualquer motivo, o calor não pode ser conduzido de forma eficaz pelo trocador de calor. Por exemplo, isso pode ser porque ele é resfriado a ar, dando-lhe um coeficiente de transferência de calor mais baixo do que se fosse resfriado a líquido. Um coeficiente de transferência de trocador de calor alto o suficiente é suficiente para evitar a necessidade de um dissipador de calor.

O uso de um difusor de calor é uma parte importante de um projeto economicamente ideal para a transferência de calor de meios de alto para baixo fluxo de calor. Exemplos incluem:

O diamante tem uma condutividade térmica muito alta. O diamante sintético é usado como submontagens para circuitos integrados de alta potência e diodos laser.

Os materiais compostos podem ser usados, como os compostos de matriz de metal (MMCs) cobre-tungstênio , AlSiC ( carboneto de silício em matriz de alumínio), Dymalloy (diamante em matriz de liga de cobre-prata) e E-Material ( óxido de berílio em matriz de berílio ) . Esses materiais são frequentemente usados ​​como substratos para chips, pois seu coeficiente de expansão térmica pode ser combinado com cerâmicas e semicondutores.

  • Dois módulos de memória envoltos em dissipadores de calor de alumínio

  • Comparação lado a lado de dissipadores de calor integrados (IHS) AMD (centro) e Intel (lados) comuns em seus microprocessadores.

  • AMD Athlon 64 X2 6000+ (ADA6000IAA6CZ, Windsor), tendo seu dissipador de calor removido (também conhecido como delidding ); Este núcleo específico da CPU é soldado ao dissipador de calor, fazendo com que a CPU seja destruída durante a remoção ou tornando a remoção mais difícil.

Veja também

Referências