ইলেকট্রনিক পণ্যের জন্য বিভিন্ন তাপ অপচয়ের বৈশিষ্ট্য সহ অ্যালুমিনিয়াম ঘের উপাদান কীভাবে চয়ন করবেন

উচ্চ কর্মক্ষমতা ইলেকট্রনিক্সের জগতে, তাপ চূড়ান্ত নীরব ঘাতক। যেহেতু উপাদানগুলি সঙ্কুচিত হয় এবং শক্তির ঘনত্ব বেড়ে যায়, একটি ডিভাইসের "তাপীয় বাজেট" প্রায়শই তার সাফল্য বা ব্যর্থতা নির্দেশ করে। প্রকৌশলী এবং পণ্য ডিজাইনারদের জন্য, সঠিক নির্বাচনঅ্যালুমিনিয়াম ইলেকট্রনিক ঘের বাক্সএখন আর শুধু নান্দনিকতা বা কাঠামোগত অখণ্ডতা সম্পর্কে নয়-এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ তাপ ব্যবস্থাপনার সিদ্ধান্ত।

অ্যালুমিনিয়াম হল একটি কারণে শিল্পের মান: এটি একটি ব্যতিক্রমী শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে উচ্চ তাপ পরিবাহিতা প্রদান করে। যাইহোক, সমস্ত অ্যালুমিনিয়াম সমান তৈরি হয় না। অ্যালয় কম্পোজিশন থেকে শুরু করে ম্যানুফ্যাকচারিং প্রসেস এবং সারফেস ফিনিস পর্যন্ত, প্রতিটি ভেরিয়েবল পরিবর্তন করে যে কীভাবে তাপ আপনার PCB থেকে পরিবেষ্টিত বাতাসে চলে যায়।

1. কেন অ্যালুমিনিয়াম জয়ের পদার্থবিদ্যা

একটি সংকর ধাতু বাছাই করার আগে, আমরা কেন ইস্পাত বা প্লাস্টিকের মতো অন্যান্য উপকরণের চেয়ে অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করি তা বোঝা অপরিহার্য। অনুযায়ীতাপ এবং ভর স্থানান্তর মৌলিকIncropera এবং DeWitt দ্বারা, একটি হিট সিঙ্ক বা ঘেরের কার্যকারিতা মূলত এর তাপ পরিবাহিতা (κ) এর উপর নির্ভর করে।

• পলিকার্বোনেট/ABS ≈0.2 W/m·K
• স্টেইনলেস স্টিল 304 ≈16 W/m·K
• অ্যালুমিনিয়াম সংকর ≈ 90 – 230 W/m·K

অ্যালুমিনিয়ামের তাপ সরানোর ক্ষমতা স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে প্রায় 15 গুণ বেশি এবং প্লাস্টিকের চেয়ে শতগুণ বেশি। যখন আপনি আপনার উপাদানগুলিকে ভিতরে রাখেনঅ্যালুমিনিয়াম ইলেকট্রনিক ঘের বাক্স, সমগ্র চ্যাসিস একটি "তাপ স্প্রেডার" হয়ে যায়, যা পরিচলনের জন্য কার্যকর পৃষ্ঠ এলাকা বৃদ্ধি করে।

2. খাদ নির্বাচন: পরিবাহিতা বনাম উত্পাদনশীলতা বাণিজ্য-বন্ধ

ঘের শিল্পে, তিনটি নির্দিষ্ট খাদ পরিবার আড়াআড়ি আয়ত্ত করে। তাদের মধ্যে নির্বাচন করার জন্য আপনার ডিজাইনের জটিলতার সাথে তাপীয় কার্যক্ষমতার ভারসাম্য প্রয়োজন।

6063 অ্যালুমিনিয়াম: এক্সট্রুশন কিং

যদি আপনার ডিজাইনের জন্য সমন্বিত কুলিং ফিনের প্রয়োজন হয়, 6063 আপনার প্রাথমিক প্রার্থী। প্রায়ই "স্থাপত্য অ্যালুমিনিয়াম" হিসাবে উল্লেখ করা হয়, এটি অত্যন্ত এক্সট্রুডেবল।

• তাপ পরিবাহিতা≈ 200-210 W/m·K.
• এর জন্য সেরা:হিট সিঙ্ক, LED হাউজিং, এবং মডুলার র্যাক-মাউন্ট ঘের।
• কেন:এর উচ্চ সিলিকন এবং ম্যাগনেসিয়াম সামগ্রী চমৎকার তাপ পাথ বজায় রেখে ডাইসের মাধ্যমে "ঠেলা" করার জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে।

6061 অ্যালুমিনিয়াম: স্ট্রাকচারাল পাওয়ার হাউস

যখন আপনার ঘেরের উচ্চ যান্ত্রিক চাপ সহ্য করতে হয় বা ব্যাপক CNC মেশিনের প্রয়োজন হয়, তখন 6061 হল আদর্শ।

• তাপ পরিবাহিতা≈ 150-170 W/m·K.
• এর জন্য সেরা:মহাকাশের উপাদান, শক্ত শিল্প কম্পিউটার, এবং কঠিন (বিলেট) ঘের থেকে-মিল্ড করা হয়।
• কেন:যদিও এর তাপ পরিবাহিতা 6063 এর তুলনায় প্রায় 20% কম, এর উচ্চতর ফলন শক্তি এটিকে প্রতিরক্ষামূলক আবাসনের জন্য অপরিহার্য করে তোলে।

ADC12 / A380 (ডাই-কাস্টিং অ্যালয়)

জটিল 3D জ্যামিতি সহ উচ্চ-ভলিউম উৎপাদনের জন্য, ডাই-কাস্টিং হল সবচেয়ে খরচ-কার্যকর পদ্ধতি৷ যাইহোক, ঢালাই সংকর ধাতু ব্যবহার করার জন্য একটি "থার্মাল ট্যাক্স" আছে।

তাপ পরিবাহিতা≈ 90-100 W/m·K.

এর জন্য সেরা:স্বয়ংচালিত ECUs, টেলিকমিউনিকেশন গিয়ার, এবং ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স।

কেন:গলিত ধাতুকে জটিল ছাঁচে প্রবাহিত করার জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ সিলিকন সামগ্রী (12% পর্যন্ত) অ্যালুমিনিয়ামের স্ফটিক জালিকে ব্যাহত করে, যা পেটা সংকর ধাতুর তুলনায় তাপ পরিচালনা করার ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। [১]

3. তাপ প্রতিরোধের উপর উত্পাদন প্রক্রিয়ার প্রভাব

যেভাবে আপনি আপনার নির্মাণঅ্যালুমিনিয়াম ইলেকট্রনিক ঘের বাক্সতৈরি করে "থার্মাল ইন্টারফেস প্রতিরোধ।" তাপগতিবিদ্যায়, একটি সিস্টেমের মোট তাপীয় প্রতিরোধের পৃথক অংশগুলির সমষ্টি:

যদি একটি ঘের একাধিক প্লেট একসাথে বোল্ট করা হয়, তবে সেই প্লেটের মধ্যে মাইক্রোস্কোপিক ফাঁকগুলি অন্তরক হিসাবে কাজ করে।

1. সিএনসি মেশিনযুক্ত (একচেটিয়া):6061 এর একক ব্লকের বাইরে একটি ঘের খোদাই করা সর্বনিম্ন তাপ প্রতিরোধের প্রদান করে কারণ সেখানে কোন জয়েন্ট নেই। তাপ বেসবোর্ড থেকে বাইরের দেয়ালে নির্বিঘ্নে প্রবাহিত হয়।

2. এক্সট্রুড (প্রোফাইল-ভিত্তিক):এক্সট্রুডেড "স্লিভস" চমৎকার পার্শ্বীয় তাপ পথ প্রদান করে তবে শেষ-প্লেটের প্রয়োজন হয়। যদি তাপ উৎপন্নকারী উপাদান-প্রধান প্রোফাইলের পরিবর্তে শেষ-প্লেটে মাউন্ট করা হয়, তবে কার্যকারিতা কমে যায়।

3. ডাই-কাস্ট:উপাদান পরিবাহিতা কম হলেও, "অখণ্ড" পিন এবং জটিল পাখনা সরাসরি চ্যাসিসে নিক্ষেপ করার ক্ষমতা প্রায়শই পরিচলনের জন্য পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে উপাদানটির নিম্ন κ মানের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে।

4. সারফেস ট্রিটমেন্ট: রেডিয়েশন এবং ইমিসিভিটি

শিল্পে একটি সাধারণ ভুল ধারণা হল যে পৃষ্ঠের ফিনিসটি কেবল "লুকস" এর জন্য। বাস্তবে, ফিনিস ঘের এর নির্ধারণ করেনির্গততা, যা বিকিরণের মাধ্যমে শক্তি নির্গত করার ক্ষমতা।

অনুযায়ীঅ্যালুমিনিয়াম অ্যানোডাইজার কাউন্সিল, বেয়ার অ্যালুমিনিয়ামের একটি অত্যন্ত কম নির্গমন ক্ষমতা (≈ 0.05), যার অর্থ তাপ বিকিরণে এটি ভয়ানক।

• অ্যানোডাইজিং (ক্লিয়ার বা কালো):এই প্রক্রিয়াটি একটি ছিদ্রযুক্ত অক্সাইড স্তর তৈরি করে যা নির্গমনকে ≈ 0.80 - 0.90 পর্যন্ত বাড়িয়ে দিতে পারে। সাধারণ পৌরাণিক কাহিনী সত্ত্বেও, গৃহমধ্যস্থ পরিবেশে তাপীয় কার্যকারিতার উপর রঙের একটি নগণ্য প্রভাব রয়েছে; তবে,কালো অ্যানোডাইজিংসৌর শোষণ এবং ইনফ্রারেড বিকিরণ আরও ভালভাবে পরিচালনা করার জন্য বহিরঙ্গন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পছন্দ করা হয়। [২]
• পাউডার আবরণ:যদিও নান্দনিকভাবে বহুমুখী, পাউডার আবরণ মূলত একটি প্লাস্টিকের স্তর। এটি একটি তাপ নিরোধক হিসাবে কাজ করে।
• ক্রোমেট রূপান্তর (অ্যালোডাইন/কেম-ফিল্ম):একটি পুরু পাউডার কোটের তাপ নিরোধক ছাড়াই মাঝারি জারা প্রতিরোধের প্রস্তাব করার সময় বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (গ্রাউন্ডিং) বজায় রাখার জন্য চমৎকার।

5. জ্যামিতিক অপ্টিমাইজেশান: পাখনা এবং দেয়ালের বেধ

"ফিন দক্ষতা" তাপ সিঙ্ক ডিজাইনে একটি গুরুত্বপূর্ণ গণনা। যদি পাখনাগুলি খুব লম্বা এবং পাতলা হয়, তবে টিপগুলি অকেজো হয়ে যায় কারণ তাপ তাদের কাছে পৌঁছাতে পারে না। যদি তারা খুব পুরু হয়, তারা বায়ুপ্রবাহের জন্য উপলব্ধ স্থান কমিয়ে দেয়।

ইনইলেকট্রনিক্স জন্য ঘের নকশা(স্কট, 2012 দ্বারা একটি শিল্প রেফারেন্স), এটি উল্লেখ করা হয়েছে যে প্রাকৃতিক পরিচলনের জন্য, পাখনার মধ্যবর্তী ব্যবধানটি পাখনার উচ্চতার চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। যদি পাখনাগুলি 6-8 মিমি এর কম ব্যবধানে থাকে তবে বাতাসের "সীমানা স্তরগুলি" ওভারল্যাপ করে, বায়ুপ্রবাহকে দম বন্ধ করে দেয় এবং ডিভাইসটিকে অতিরিক্ত গরম করে। [৩]

ডিজাইন করার সময় আপনারঅ্যালুমিনিয়াম ইলেকট্রনিক ঘের বাক্স, অভিযোজন বিবেচনা করুন. তাপ বেড়ে যায়; অতএব, উল্লম্ব পাখনা সবসময় প্রাকৃতিক পরিচলন পরিবেশে অনুভূমিক পাখনাকে ছাড়িয়ে যাবে।

6. সারাংশ: সিদ্ধান্ত ম্যাট্রিক্স

উপসংহার

জন্য সঠিক উপাদান নির্বাচনঅ্যালুমিনিয়াম ইলেকট্রনিক ঘের বাক্সএকটি বহুমাত্রিক প্রকৌশল চ্যালেঞ্জ। এটি বোঝার মাধ্যমে যে ঘেরটি কেবল একটি "বাক্স" নয় বরং আপনার তাপীয় সার্কিটের একটি সক্রিয় উপাদান, আপনি উল্লেখযোগ্যভাবে আপনার ইলেকট্রনিক্সের আয়ু বাড়াতে পারেন এবং ব্যয়বহুল ক্ষেত্রের ব্যর্থতা প্রতিরোধ করতে পারেন।

তথ্যসূত্র

• [1] তাপ স্থানান্তর: একটি ব্যবহারিক পদ্ধতি, ইউনুস এ. এঙ্গেল।
• [2] অ্যালুমিনিয়াম এবং এর মিশ্র সারফেস ট্রিটমেন্ট এবং ফিনিশিং, PG Sheasby এবং R. পিনার।
• [3] বৈদ্যুতিন সরঞ্জামের জন্য কুলিং কৌশল, ডেভ এস স্টেইনবার্গ।