방열판 표면 거칠기: 최고의 가이드(Ra, 성능 및 측정)

방열판 표면 거칠기: 최고의 가이드(Ra, 성능 및 측정)

방열판의 거칠기

전자제품의 방열설계에 있어서 많은 사람들이 소재(알루미늄, 구리)와 구조(핀, 핀핀, 압출 vs 냉간단조)에 집중하지만, 방열판의 표면거칠기({0}})에 대한 세부사항은 간과하는 경우가 많습니다.
표면 거칠기는 열전도도, 접촉 열저항, 심지어 공기 대류 열 전달 효율에도 직접적인 영향을 미치므로 고성능 방열 설계에서는 무시할 수 없습니다.-

방열판의 거칠기는 무엇입니까?

표면 거칠기(Ra, Arithmetic Average Roughness)는 가공물 표면의 미세한 거칠기의 평균값을 말하며 μm(마이크로미터) 단위로 표시됩니다.

방열판의 경우 주로 두 가지 유형이 있습니다.

1. 하단 접촉 표면 거칠기: 방열판이 칩/전력 장치와 직접 접촉하는 인터페이스입니다.
2. 핀의 표면 거칠기: 방열판의 방열 표면은 공기 대류 열 전달과 관련이 있습니다.

표면 거칠기가 방열판 성능에 미치는 영향

1. 열 인터페이스(하단)

거칠기가 너무 높으면 접촉 면적이 부족해지고 열 저항이 증가하며 열전도 효율이 감소할 수 있습니다.
일반적으로 필수: Ra 1.6 μm 이하, 일부 고성능 애플리케이션에서는 열 인터페이스 재료(TIM)와 결합하여 Ra 0.8 μm 이하를 요구하기도 합니다.

2. 방열핀(표면)

적당한 거칠기는 공기 흐름 방해를 강화하고 대류 열 전달을 개선하는 데 도움이 됩니다.
너무 매끄러움 → 대류 효율이 제한됨.
너무 거칠음 → 먼지가 부착될 가능성이 높으며-장기적인 방열 성능이 저하됩니다.
일반적으로 Ra 3.2~6.3μm 내에서 제어할 수 있습니다.

일반적인 제조 공정 및 거칠기 수준

방열판의 표면 거칠기를 측정하는 방법은 무엇입니까?

1. 스타일러스 프로파일로미터

바늘을 사용하여 작업물의 표면을 미끄러뜨려 높이 변화를 측정하고 Ra 값을 출력합니다.
정밀도가 높으며 이것이 가장 일반적인 방법입니다.

2. 광학 간섭계

광학 스캐닝을 통한 표면 변동 분석은 매우 매끄러운 표면을 감지하는 데 적합합니다.

3. 표면 모듈을 갖춘 좌표 측정기(CMM)

크기 측정 및 거칠기 감지와 결합할 수 있습니다.

4. 현미경 분석

전자현미경을 이용하여 미세구조를 관찰하고 표면거칠기를 정성적으로 분석합니다.

결론

방열판의 거칠기는 비록 세부적이지만 열 관리에서 중요한 역할을 합니다.
바닥 표면의 거칠기가 작을수록 더 좋습니다(열 접촉을 보장하기 위해).
핀의 표면은 적당히 거칠습니다(대류 열 전달 강화).
가공 기술에 따라 거칠기 정도가 결정되며, 설계 시에는 성능과 비용을 종합적으로 고려해야 합니다.
고전력 애플리케이션의 경우 방열판을 선택할 때 재료, 구조, 거칠기 및 프로세스에 주의를 기울이고 신뢰할 수 있는 테스트 방법을 통해 제어하여 최고의 방열 효과를 얻는 것이 좋습니다.
 

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