Apa itu heat sink dan bagaimana cara membuatnya?
Perangkat elektronik seperti komputer pribadi menghasilkan panas saat dioperasikan. Listrik mengalir melalui berbagai kabel dan komponen perangkat, mengalami resistensi seiring berjalannya waktu, dan hambatan ini menghasilkan panas , dengan cepat menaikkan suhu perangkat.
Dibiarkan tidak terkendali, panas ini dapat memiliki konsekuensi bencana bagi perangkat:komponen seperti unit pemrosesan pusat (CPU) rapuh dan tidak mampu menahan suhu yang sangat tinggi; panas berlebih dapat menyebabkan malfungsi atau kerusakan permanen.
Untungnya, banyak perangkat elektronik dan mekanik mencegah masalah ini dengan menggunakan heat sink (atau heatsink):komponen khusus yang menghilangkan panas dari area penting perangkat agar tetap dingin dan berfungsi.
Meskipun ukurannya kecil, heat sink adalah komponen yang sangat penting dan dapat dibuat dengan berbagai cara. Artikel ini membahas cara kerja heat sink, keuntungan heat sink, berbagai jenis heat sink, dan cara pembuatan heat sink.
Apa itu pendingin?
Heat sink adalah sejenis penukar panas pasif yang fungsinya mengatur suhu dari perangkat elektronik atau mekanik. Ini mentransfer panas dari komponen penghasil panas ke cairan (pendingin udara atau cairan), memungkinkan panas menghilang dari perangkat.
Heat sink bekerja dengan menggunakan konduktor termal untuk mengambil panas dari sumber panas, menariknya ke arah luas permukaannya sendiri yang besar yang membuat kontak dengan media pendingin, yaitu udara atau cairan lain. Perlunya area permukaan yang besar adalah alasan mengapa heat sink biasanya terdiri dari alas yang terhubung ke sejumlah sirip atau pin yang sangat sempit:bentuk ini adalah cara terbaik untuk menyesuaikan area permukaan sebanyak mungkin ke dalam volume tertentu.
Digunakan di berbagai industri, heat sink sering digunakan untuk mendinginkan komponen komputer seperti CPU dan GPU, serta transistor daya dan laser.
Menentukan apakah heat sink diperlukan — dan jenis heat sink apa — melibatkan penetapan suhu operasi sambungan maksimum dari suatu sirkuit. Jika suhu operasi terlampaui, itu akan menyebabkan kerusakan atau kerusakan bagian. Secara umum, komponen dengan suhu operasi maksimum yang lebih rendah (atau yang hanya menghasilkan banyak panas) memerlukan heat sink yang lebih efektif.
Keuntungan heat sink
Fungsi inti dari heat sink adalah untuk mengatur suhu dan mencegah panas berlebih. Ini memberikan keuntungan seperti berikut:
- Mencegah panas berlebih
- Mencegah kegagalan atau kerusakan bagian
- Berikan panas jika suhu turun terlalu rendah
Jenis unit pendingin
Heat sink umumnya terdiri dari dasar yang kokoh dengan tonjolan mencuat darinya. Tetapi bentuk dan ukuran tonjolan ini memengaruhi kinerja heat sink. Varietas heat sink yang paling umum meliputi:
- Heats sink pin-fin :Heat sink pin-fin memiliki pin yang memanjang dari alasnya. Mereka menawarkan area permukaan terbesar dari semua jenis heat sink dan paling baik dalam situasi aliran udara rendah (atau aliran udara acak/multi arah). Pin dapat memiliki bentuk yang berbeda:
- Piring fin heat sink :Lebih umum daripada heat sink pin-fin, heat sink pelat sirip memiliki sirip persegi panjang yang memanjang dari dasarnya. Mereka adalah jenis heat sink terbaik saat aliran udara searah.
- Heat sink sirip melebar :Variasi heat sink sirip pelat, heat sink sirip melebar memiliki susunan sirip melebar dan menurunkan hambatan aliran.
Beberapa unit pendingin telah memasang kipas , dan heat sink jenis ini dapat disebut heat sink aktif atau heat sink berpendingin kipas. Mereka yang tidak memiliki kipas dapat disebut heat sink pasif. Kipas menyediakan sumber aliran udara yang konstan, yang meningkatkan fungsionalitas heat sink.
Bahan pendingin
Heat sink biasanya terbuat dari paduan aluminium atau tembaga, dengan bahan yang biasanya ditentukan oleh aplikasi, intensitas panas, metode produksi, dan anggaran.
Aluminium heat sink biasanya terbuat dari aluminium 1050 (sangat konduktif termal tetapi kekuatan rendah) atau aluminium 6060, 6061, atau 6063 (kurang konduktif tetapi dengan sifat mekanik yang lebih baik). Heat sink yang paling terjangkau biasanya terbuat dari paduan aluminium.
Tembaga heat sink menawarkan konduktivitas termal yang sangat baik — dua kali lebih konduktif daripada aluminium — serta ketahanan terhadap korosi, ketahanan antimikroba, dan sifat lain yang diinginkan. Hal ini membuat heat sink tembaga menjadi pilihan premium; namun, tembaga lebih mahal daripada paduan aluminium dan umumnya lebih sulit dibentuk.
Metode pemasangan unit pendingin
Metode pemasangan heat sink adalah cara heat sink dipasang ke komponen yang suhunya coba diatur, mis. CPU komputer.
Metode pemasangan termasuk pita konduktif termal (untuk heat sink bermassa rendah), epoksi (ikatan mekanis yang kuat tetapi tidak dapat dibalikkan), klip, klip Z bentuk kawat, pin dorong kuningan/plastik, atau sambungan berulir (untuk heat sink yang sangat besar).
Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja heat sink
Beberapa variabel memengaruhi kinerja heat sink dan seberapa efektifnya dalam menghilangkan panas dari komponen seperti CPU. Faktor kinerja heat sink yang penting meliputi:
- Konduktivitas termal bahan pendingin (misalnya paduan tembaga atau aluminium)
- Ukuran unit pendingin
- Jenis, jumlah, dan susunan sirip pada unit pendingin
- Ukuran saluran di antara setiap sirip
- Koefisien perpindahan panas
- Kecepatan aliran udara
Cara membuat peredam panas
Bagaimana cara membuat penyerap panas? Itu tergantung pada beberapa faktor, seperti ukuran dan bahan heat sink Anda, dan jenis pabrikan yang membuatnya. Pembuatan heat sink sebenarnya dapat melibatkan berbagai teknologi produksi, termasuk pengecoran dan penggilingan CNC.
Ekstrusi
Ekstrusi, proses memaksa billet logam panas melalui die baja, adalah cara paling umum untuk membuat heat sink aluminium. Ini adalah metode yang cepat, efektif, dan ekonomis untuk membuat heat sink dari bahan ulet seperti aluminium 1050. Heat sink aluminium ekstrusi biasanya dianodisasi sebelum digunakan.
Meluncur
Skiving atau scarfing, proses pemotongan bahan menjadi irisan, adalah proses manufaktur yang umum untuk produksi heat sink sirip piring dan sirip melebar. Proses ini memungkinkan sirip yang lebih tipis dan lebih rapat daripada ekstrusi, dan juga memberikan tingkat atau kekasaran permukaan, yang sedikit meningkatkan luas permukaan total.
Mentransmisi
Casting, proses menuangkan logam cair ke dalam cetakan, adalah cara lain untuk membuat heat sink - aluminium atau tembaga. Heat sink die cast bertekanan dapat memiliki tingkat kerumitan yang tinggi dan menawarkan sifat mekanik yang sangat baik. Die casting juga terkadang digunakan untuk membuat heat sink seng.
Penggilingan
Penggilingan, proses pemotongan material dari benda kerja kosong, adalah cara yang terjangkau untuk membuat heat sink dengan hampir semua bentuk geometris, dari bahan seperti paduan aluminium. Heat sink giling (atau heat sink mesin) mungkin lebih mahal daripada alternatif, terutama dalam jumlah besar, tetapi mereka juga dapat dibuat dengan sangat cepat. Pelajari lebih lanjut tentang pemesinan aluminium.
Pencetakan 3D
Kemajuan terbaru dalam pembuatan aditif tembaga telah membuat heat sink cetak 3D menjadi alternatif yang layak untuk rekan tradisional mereka. Fusi bedak bubuk dan teknologi deposisi energi terarah paling berhasil digunakan untuk tujuan ini.
Untuk membuat heat sink dengan 3ERP menggunakan proses seperti pemesinan CNC, ekstrusi, atau pengecoran volume rendah, hubungi kami untuk mendapatkan penawaran gratis.