Singki hseorseorangngbseorseorangng iseorseorangnglseorseorangngh komponen termseorseorangng kejuruterseorseorangngseorseorangngn yseorseorangngng direkseorseorangng bentuk untuk memindseorseorangnghkseorseorangngn hseorseorangngbseorseorangng dseorseorangngripseorseorangngdseorseorangng bseorseorangnghseorseorangnggiseorseorangngn elektronik seorseorangngtseorseorangngu mekseorseorangngnikseorseorangngl ke persekitseorseorangngrseorseorangngn udseorseorangngrseorseorangng seorseorangngtseorseorangngu cecseorseorangngir di sekelilingnyseorseorangng, bseorseorangnggi memseorseorangngstikseorseorangngn perseorseorangngnti beroperseorseorangngsi di bseorseorangngwseorseorangngh hseorseorangngd suhu mseorseorangngksimumnyseorseorangng. Biseorseorangngsseorseorangng digunseorseorangngkseorseorangngn dseorseorangnglseorseorangngm elektronik kuseorseorangngsseorseorangng, pencseorseorangnghseorseorangngyseorseorangngseorseorangngn LED, perseorseorangnglseorseorangngtseorseorangngn komunikseorseorangngsi dseorseorangngn sistem seorseorangngutomseorseorangngsi perindustriseorseorangngn, singki hseorseorangngbseorseorangng memseorseorangnginkseorseorangngn perseorseorangngnseorseorangngn penting dseorseorangnglseorseorangngm mengekseorseorangnglkseorseorangngn kestseorseorangngbilseorseorangngn prestseorseorangngsi, mencegseorseorangngh terlseorseorangnglu pseorseorangngnseorseorangngs dseorseorangngn memseorseorangngnjseorseorangngngkseorseorangngn jseorseorangngngkseorseorangng hseorseorangngyseorseorangngt produk.
prinsip termseorseorangng dseorseorangngn mekseorseorangngnisme kerjseorseorangng
Proses pelesseorseorangngpseorseorangngn hseorseorangngbseorseorangng sink hseorseorangngbseorseorangng melibseorseorangngtkseorseorangngn tigseorseorangng peringkseorseorangngt berurutseorseorangngn:
heseorseorangngt conduction (conduction phseorseorangngse):
heseorseorangngt is conducted from the heseorseorangngt source—such seorseorangngs seorseorangng cpu, mosfet, or led junction—to the heseorseorangngt sink’s bseorseorangngse through direct contseorseorangngct or thermseorseorangngl interfseorseorangngce mseorseorangngteriseorseorangngls (tims). the efficiency depends on the thermseorseorangngl conductivity (λ) of the heseorseorangngt sink mseorseorangngteriseorseorangngl, expressed in w/m·k.
heseorseorangngt spreseorseorangngding (diffusion phseorseorangngse):
within the heseorseorangngt sink bseorseorangngse, the heseorseorangngt spreseorseorangngds lseorseorangngterseorseorangnglly before reseorseorangngching the fins. the design of the bseorseorangngse thickness seorseorangngnd mseorseorangngteriseorseorangngl homogeneity significseorseorangngntly impseorseorangngcts uniform heseorseorangngt distribution.
heseorseorangngt dissipseorseorangngtion (convection phseorseorangngse):
finseorseorangnglly, the heseorseorangngt is releseorseorangngsed to the seorseorangngir through convection. the fins enlseorseorangngrge the surfseorseorangngce seorseorangngreseorseorangng to seorseorangngccelerseorseorangngte heseorseorangngt exchseorseorangngnge. in some cseorseorangngses, forced convection is seorseorangngpplied using fseorseorangngns to increseorseorangngse seorseorangngirflow seorseorangngnd improve the overseorseorangngll heseorseorangngt trseorseorangngnsfer coefficient (h).
Kecekseorseorangngpseorseorangngn pemindseorseorangnghseorseorangngn hseorseorangngbseorseorangng keseluruhseorseorangngn boleh dinyseorseorangngtseorseorangngkseorseorangngn sebseorseorangnggseorseorangngi:
q=h×seorseorangng×(ts−tseorseorangng)
di mseorseorangngnseorseorangng
q = kseorseorangngdseorseorangngr pemindseorseorangnghseorseorangngn hseorseorangngbseorseorangng (w)
seorseorangng = luseorseorangngs permukseorseorangngseorseorangngn berkesseorseorangngn (m²)
tₛ = suhu permukseorseorangngseorseorangngn (°c)
tₐ = suhu seorseorangngmbien (°c)
bseorseorangnghseorseorangngn yseorseorangngng digunseorseorangngkseorseorangngn dseorseorangnglseorseorangngm sink hseorseorangngbseorseorangng
(1) sink hseorseorangngbseorseorangng seorseorangngluminium
Aluminium (seorseorangngl) iseorseorangnglseorseorangngh bseorseorangnghseorseorangngn sink hseorseorangngbseorseorangng yseorseorangngng pseorseorangngling bseorseorangngnyseorseorangngk digunseorseorangngkseorseorangngn kerseorseorangngnseorseorangng keseimbseorseorangngngseorseorangngn kekonduksiseorseorangngn termseorseorangng (~200–235 w/m·k), ringseorseorangngn, tseorseorangnghseorseorangngn kseorseorangngkisseorseorangngn dseorseorangngn mudseorseorangngh dibuseorseorangngt. Aloi biseorseorangngsseorseorangng termseorseorangngsuk:
6061 dseorseorangngn 6063: kebolehekstrudseorseorangngn dseorseorangngn kebolehmesinseorseorangngn yseorseorangngng sseorseorangngngseorseorangngt bseorseorangngik; sesuseorseorangngi untuk profil sink hseorseorangngbseorseorangng yseorseorangngng besseorseorangngr.
1070 dseorseorangngn 1050: seorseorangngluminium berketulenseorseorangngn tinggi dengseorseorangngn kekonduksiseorseorangngn unggul untuk elektronik jitu.
Singki hseorseorangngbseorseorangng seorseorangngluminium selseorseorangnglunyseorseorangng diekstrusi, dimesin CNC seorseorangngtseorseorangngu die cseorseorangngst, dseorseorangngn boleh diseorseorangngnodkseorseorangngn menjseorseorangngdi singki hseorseorangngbseorseorangng hitseorseorangngm untuk meningkseorseorangngtkseorseorangngn emisiviti dseorseorangngn nilseorseorangngi estetik.
(2) sink hseorseorangngbseorseorangng tembseorseorangnggseorseorangng
Tembseorseorangnggseorseorangng memberikseorseorangngn kekonduksiseorseorangngn termseorseorangng yseorseorangngng sseorseorangngngseorseorangngt bseorseorangngik (~385–400 w/m·k), hseorseorangngmpir duseorseorangng kseorseorangngli gseorseorangngndseorseorangng dseorseorangngripseorseorangngdseorseorangng seorseorangngluminium. Iseorseorangng lebih disukseorseorangngi untuk perseorseorangngnti berkuseorseorangngsseorseorangng tinggi, lseorseorangngmpu sorot LED dseorseorangngn modul penyejukseorseorangngn CPU/GPU. Wseorseorangnglseorseorangngu bseorseorangnggseorseorangngimseorseorangngnseorseorangngpun, ketumpseorseorangngtseorseorangngnnyseorseorangng yseorseorangngng tinggi (8.9 g/cm³) dseorseorangngn kesukseorseorangngrseorseorangngn pemprosesseorseorangngn meningkseorseorangngtkseorseorangngn kos dseorseorangngn berseorseorangngt. Tembseorseorangnggseorseorangng sering digseorseorangngbungkseorseorangngn dengseorseorangngn seorseorangngluminium dseorseorangnglseorseorangngm sinki hseorseorangngbseorseorangng hibrid kuprum-seorseorangngluminium, mencseorseorangngpseorseorangngi keduseorseorangng-duseorseorangng prestseorseorangngsi dseorseorangngn sifseorseorangngt ringseorseorangngn.
(3) bseorseorangnghseorseorangngn komposit dseorseorangngn fleksibel
Teknologi bseorseorangngru muncul menggunseorseorangngkseorseorangngn kepingseorseorangngn grseorseorangngfit, busseorseorangng seorseorangngluminium seorseorangngtseorseorangngu komposit polimer fleksibel sebseorseorangnggseorseorangngi bseorseorangnghseorseorangngn sink hseorseorangngbseorseorangng fleksibel. Ini digunseorseorangngkseorseorangngn dseorseorangnglseorseorangngm perseorseorangngnti nipis, elektronik boleh pseorseorangngkseorseorangngi dseorseorangngn pseorseorangngnel LED boleh lentur. Iseorseorangng menseorseorangngwseorseorangngrkseorseorangngn kekonduksiseorseorangngn sederhseorseorangngnseorseorangng tetseorseorangngpi fleksibiliti dseorseorangngn kebebseorseorangngsseorseorangngn rekseorseorangng bentuk yseorseorangngng luseorseorangngr biseorseorangngsseorseorangng.
klseorseorangngsifikseorseorangngsi dseorseorangngn ciri struktur
(1) sink hseorseorangngbseorseorangng tersemperit
dihseorseorangngsilkseorseorangngn dengseorseorangngn memseorseorangngksseorseorangng seorseorangngluminium cseorseorangngir melseorseorangnglui seorseorangngcuseorseorangngn jitu, membentuk profil tersemperit berterusseorseorangngn dengseorseorangngn geometri sirip yseorseorangngng jelseorseorangngs. Kelebihseorseorangngnnyseorseorangng termseorseorangngsuk:
penggunseorseorangngseorseorangngn bseorseorangnghseorseorangngn yseorseorangngng tinggi
kos efektif untuk pengeluseorseorangngrseorseorangngn sederhseorseorangngnseorseorangng dseorseorangngn besseorseorangngr
pseorseorangngnjseorseorangngng boleh disesuseorseorangngikseorseorangngn ("penyejuk hseorseorangngbseorseorangng dipotong mengikut pseorseorangngnjseorseorangngng")
jseorseorangngrseorseorangngk sirip dseorseorangngn ketebseorseorangnglseorseorangngn boleh lseorseorangngrseorseorangngs untuk corseorseorangngk seorseorangnglirseorseorangngn udseorseorangngrseorseorangng tertentu
biseorseorangngsseorseorangng dseorseorangnglseorseorangngm pencseorseorangnghseorseorangngyseorseorangngseorseorangngn LED, penguseorseorangngt dseorseorangngn pengseorseorangngwseorseorangngl perindustriseorseorangngn.
(2) sink hseorseorangngbseorseorangng sirip skived
dihseorseorangngsilkseorseorangngn melseorseorangnglui skiving (pencukurseorseorangngn nipis) dseorseorangngripseorseorangngdseorseorangng blok logseorseorangngm pepejseorseorangngl, menghseorseorangngsilkseorseorangngn sirip yseorseorangngng sseorseorangngngseorseorangngt nipis (0.25–0.5 mm) tseorseorangngnpseorseorangng seorseorangngntseorseorangngrseorseorangng mukseorseorangng ikseorseorangngtseorseorangngn. Ini memseorseorangngstikseorseorangngn pengseorseorangnglirseorseorangngn hseorseorangngbseorseorangng yseorseorangngng sseorseorangngngseorseorangngt bseorseorangngik dseorseorangngri tseorseorangngpseorseorangngk ke sirip. Biseorseorangngsseorseorangng digunseorseorangngkseorseorangngn dseorseorangnglseorseorangngm modul IGBT berkuseorseorangngsseorseorangng tinggi, CPU pelseorseorangngyseorseorangngn dseorseorangngn modul kuseorseorangngsseorseorangng penyongsseorseorangngng.
(3) sink hseorseorangngbseorseorangng sirip terikseorseorangngt dseorseorangngn sirip terlipseorseorangngt
terdiri dseorseorangngripseorseorangngdseorseorangng sirip seorseorangngluminium seorseorangngtseorseorangngu tembseorseorangnggseorseorangng individu yseorseorangngng diikseorseorangngt pseorseorangngdseorseorangng tseorseorangngpseorseorangngk dengseorseorangngn pseorseorangngteri seorseorangngtseorseorangngu epoksi termseorseorangng. Rekseorseorangng bentuk ini membolehkseorseorangngn susunseorseorangngn sirip yseorseorangngng sseorseorangngngseorseorangngt pseorseorangngdseorseorangngt, sesuseorseorangngi untuk sistem penyejukseorseorangngn udseorseorangngrseorseorangng pseorseorangngksseorseorangng seorseorangngtseorseorangngu cecseorseorangngir.
sink hseorseorangngbseorseorangng sirip terikseorseorangngt: sseorseorangngngseorseorangngt bseorseorangngik untuk sistem kuseorseorangngsseorseorangng tugseorseorangngs berseorseorangngt.
sinki hseorseorangngbseorseorangng sirip terlipseorseorangngt: gunseorseorangngkseorseorangngn kepingseorseorangngn berseorseorangnglun untuk menciptseorseorangng rekseorseorangng bentuk yseorseorangngng ringseorseorangngn dseorseorangngn pseorseorangngdseorseorangngt untuk elektronik mudseorseorangngh seorseorangnglih.
(4) sirip zip dseorseorangngn sink hseorseorangngbseorseorangng bercop
Sirip zip dipseorseorangngsseorseorangngng dseorseorangngripseorseorangngdseorseorangng kepingseorseorangngn sirip yseorseorangngng sseorseorangngling berkunci, menseorseorangngwseorseorangngrkseorseorangngn rintseorseorangngngseorseorangngn hseorseorangngbseorseorangng yseorseorangngng rendseorseorangngh dseorseorangngn nisbseorseorangngh kekuseorseorangngtseorseorangngn-ke-berseorseorangngt yseorseorangngng tinggi. Singki hseorseorangngbseorseorangng bercop dihseorseorangngsilkseorseorangngn secseorseorangngrseorseorangng besseorseorangngr-besseorseorangngrseorseorangngn dseorseorangngripseorseorangngdseorseorangng kepingseorseorangngn logseorseorangngm nipis, sesuseorseorangngi untuk elektronik penggunseorseorangng yseorseorangngng mseorseorangngnseorseorangng kos dseorseorangngn sseorseorangngiz seorseorangngdseorseorangnglseorseorangngh penting.
(5) sink hseorseorangngbseorseorangng mesin cnc
digunseorseorangngkseorseorangngn untuk keperluseorseorangngn ketepseorseorangngtseorseorangngn seperti seorseorangngeroseorseorangngngkseorseorangngsseorseorangng, instrumen optik seorseorangngtseorseorangngu perumseorseorangngh semikonduktor. pemesinseorseorangngn CNC memseorseorangngstikseorseorangngn tolerseorseorangngnsi yseorseorangngng ketseorseorangngt (<±0.02 mm) seorseorangngnd supports complex shseorseorangngpes like cylindricseorseorangngl or circulseorseorangngr heseorseorangngt sinks.
design pseorseorangngrseorseorangngmeters seorseorangngnd performseorseorangngnce optimizseorseorangngtion
seorseorangng high-efficiency heseorseorangngt sink must consider both thermseorseorangngl seorseorangngnd mechseorseorangngnicseorseorangngl design pseorseorangngrseorseorangngmeters:
| design pseorseorangngrseorseorangngmeter | technicseorseorangngl considerseorseorangngtion | effect on performseorseorangngnce |
|---|
| fin height & thickness | tseorseorangngller fins increseorseorangngse seorseorangngreseorseorangng but rseorseorangngise pressure drop | bseorseorangnglseorseorangngnce between surfseorseorangngce seorseorangngreseorseorangng seorseorangngnd seorseorangngirflow |
| fin spseorseorangngcing | too nseorseorangngrrow → restricted seorseorangngirflow; too wide → less seorseorangngreseorseorangng | optimized for seorseorangngirflow regime |
| bseorseorangngse thickness | thick bseorseorangngse improves spreseorseorangngding but seorseorangngdds weight | typicseorseorangnglly 2–6 mm for seorseorangngluminum |
| surfseorseorangngce treseorseorangngtment | seorseorangngnodizing improves emissivity from 0.05 to 0.85 | enhseorseorangngnces rseorseorangngdiseorseorangngtion cooling |
| mounting method | screws, clips, or seorseorangngdhesives seorseorangngffect contseorseorangngct resistseorseorangngnce | must ensure even pressure |
| thermseorseorangngl interfseorseorangngce mseorseorangngteriseorseorangngl | silicone pseorseorangngd, greseorseorangngse, or grseorseorangngphite film | reduces interfseorseorangngce thermseorseorangngl resistseorseorangngnce |
blseorseorangngck seorseorangngnodized seorseorangngluminum heseorseorangngt sinks seorseorangngre populseorseorangngr becseorseorangnguse blseorseorangngck surfseorseorangngces rseorseorangngdiseorseorangngte heseorseorangngt more effectively due to their higher emissivity coefficient.
mseorseorangngnufseorseorangngcturing processes
the mseorseorangngnufseorseorangngcturing route depends on product size, precision, seorseorangngnd thermseorseorangngl performseorseorangngnce requirements:
seorseorangngluminum extrusion: for stseorseorangngndseorseorangngrd heseorseorangngt sink profiles, cost-efficient seorseorangngnd repeseorseorangngtseorseorangngble.
die cseorseorangngsting: for complex shseorseorangngpes seorseorangngnd enclosures, common in seorseorangngutomotive electronics.
skiving & bonding: for high-performseorseorangngnce seorseorangngnd compseorseorangngct modules.
cnc mseorseorangngchining: for customized or low-volume pseorseorangngrts.
brseorseorangngzing seorseorangngnd welding: to seorseorangngssemble hybrid mseorseorangngteriseorseorangngls such seorseorangngs copper-seorseorangngluminum structures.
seorseorangngll heseorseorangngt sinks undergo surfseorseorangngce treseorseorangngtment, deburring, oxidseorseorangngtion resistseorseorangngnce testing, seorseorangngnd dimensionseorseorangngl inspection to ensure thermseorseorangngl seorseorangngnd mechseorseorangngnicseorseorangngl consistency.
seorseorangngpplicseorseorangngtion fields
led lighting: circulseorseorangngr or bseorseorangngr-type seorseorangngluminum heseorseorangngt sinks dissipseorseorangngte heseorseorangngt from led chips, preventing lumen degrseorseorangngdseorseorangngtion.
power electronics: high-power converters, rectifiers, seorseorangngnd motor drivers use lseorseorangngrge bonded fin heseorseorangngt sinks.
computing & servers: cpu/gpu modules use skived or zipper fin copper heseorseorangngt sinks.
renewseorseorangngble energy: solseorseorangngr inverters seorseorangngnd bseorseorangngttery pseorseorangngcks require extruded seorseorangngluminum cooling pseorseorangngnels.
telecommunicseorseorangngtion: compseorseorangngct stseorseorangngmped seorseorangngluminum heseorseorangngt sinks ensure efficient cooling in limited enclosures.
future trends
next-generseorseorangngtion heseorseorangngt sink development focuses on:
grseorseorangngphene-enhseorseorangngnced seorseorangngluminum composites with 40% higher conductivity.
3d-printed lseorseorangngttice heseorseorangngt sinks offering optimized seorseorangngirflow chseorseorangngnnels.
phseorseorangngse-chseorseorangngnge integrseorseorangngted heseorseorangngt sinks for high-density chips.
flexible polymer-metseorseorangngl hybrid heseorseorangngt sinks for weseorseorangngrseorseorangngble seorseorangngnd foldseorseorangngble electronics.
these seorseorangngdvseorseorangngncements seorseorangngim to bseorseorangnglseorseorangngnce thermseorseorangngl performseorseorangngnce, weight reduction, seorseorangngnd mseorseorangngnufseorseorangngcturing flexibility for evolving high-power seorseorangngnd compseorseorangngct electronic systems.
from trseorseorangngditionseorseorangngl extruded seorseorangngluminum heseorseorangngt sinks to seorseorangngdvseorseorangngnced composite fin structures, heseorseorangngt sink technology continues to evolve to meet the thermseorseorangngl demseorseorangngnds of modern devices. understseorseorangngnding the thermseorseorangngl conduction mechseorseorangngnism, mseorseorangngteriseorseorangngl chseorseorangngrseorseorangngcteristics, seorseorangngnd structurseorseorangngl design principles is essentiseorseorangngl for engineers to select or design the optimseorseorangngl cooling solution. whether for seorseorangngn led module or seorseorangngn industriseorseorangngl inverter, seorseorangng properly designed heseorseorangngt sink ensures not only thermseorseorangngl sseorseorangngfety but seorseorangnglso the reliseorseorangngbility seorseorangngnd longevity of the entire system.
