Existen diversos procesos de fabricación de disipadores de calor . Debido a la potencia y la ubicación de los componentes, los disipadores se fabrican mediante diferentes procesos. En la producción de algunos disipadores con alta densidad de potencia, como aquellos con componentes individuales de más de 1000 W, no se suele utilizar el método de refrigeración líquida.
En la actualidad, la producción de disipadores de calor por convección forzada refrigerados por aire es relativamente difícil. Esto se debe a que la placa inferior de los disipadores de calor debe estar hecha de material de cobre de alta conductividad térmica para la igualación de la temperatura y la conducción del calor. Teniendo en cuenta el costo, las aletas del disipador de calor solo pueden estar hechas de material de aluminio. Teniendo en cuenta el material de alto coeficiente de conductividad térmica, generalmente se utiliza aluminio 1100 o 1050. Sin embargo, esto se enfrenta a un problema: el material de cobre y el material de aluminio tienen propiedades diferentes. El metal no se puede soldar directamente.
Dificultades en la soldadura directa de aluminio y cobre.
En primer lugar, es extremadamente fácil formar una película densa de alúmina sobre la superficie del aluminio. El punto de fusión de esta capa de alúmina es de aproximadamente 2050 °C, mientras que el punto de fusión del aluminio es de 660 °C. Durante el proceso de soldadura, la película de alúmina obstaculizará la buena fusión entre el aluminio y el cobre. Además, la película de alúmina es relativamente estable y evitará la humectación del metal de relleno y la matriz de aluminio, lo que dificulta la soldadura.
En segundo lugar, existen grandes diferencias en las propiedades termofísicas del aluminio y el cobre. La conductividad térmica y la capacidad calorífica específica del aluminio son mayores que las del cobre. Durante la soldadura, las diferentes velocidades de conducción del calor darán lugar a una distribución desigual del campo de temperatura en el área de soldadura y serán propensas a defectos de soldadura.
Sin embargo, la situación es diferente después del niquelado sobre la superficie del aluminio. La capa de níquel puede prevenir eficazmente la formación de alúmina sobre la superficie del aluminio, ya que el níquel en sí no generará rápidamente una película de óxido tan refractaria como la alúmina durante el proceso de soldadura. La capa de níquel también puede mejorar la humectabilidad entre el aluminio y el cobre, lo que facilita que el metal de relleno se distribuya entre los dos.
Ventajas del niquelado
El níquel actúa como capa de transición, aliviando los problemas causados por las diferencias en las propiedades termofísicas del aluminio y el cobre. Ayuda a distribuir el calor de manera más uniforme durante la soldadura.
Esto mejora la formación de la unión soldada y mejora la calidad de la soldadura. La presencia de níquel hace que el proceso de soldadura en general sea más eficaz.
Por lo tanto, después del niquelado en la superficie de aluminio, es más propicio para la soldadura con cobre.
De igual manera, al fabricar un disipador de calor con tubos de cobre, estos no se pueden soldar directamente a las aletas de aluminio. En este caso, la superficie de las aletas de aluminio debe estar niquelada para poder soldarlas con pasta de soldadura.
La temperatura de la pasta de soldadura suele estar entre 180 y 280 grados. Esto permite soldar dos materiales metálicos para transferir y disipar el calor. El diseño estructural y el espesor del niquelado deben tener en cuenta la potencia de disipación del calor y las características del disipador de calor para satisfacer las necesidades del cliente.
En algunos casos, el disipador de calor del cliente debe ser impermeable. Para lograrlo, rociamos polvo o aceite sobre la superficie del disipador de calor. Esto evita que la humedad del aire corroa las aletas de aluminio niqueladas.
Conclusión
Por lo tanto, cuando elija un disipador de calor para cualquier proceso, debe tenerlo en cuenta en función de la aplicación real. Si no lo tiene muy claro, puede pedirle a su ingeniero que se ponga en contacto con los ingenieros de nuestra empresa Kenfa Technology. Podemos ofrecer a los clientes soluciones térmicas personalizadas y profesionales para ayudarlos a resolver problemas de gestión térmica.
