Heatsink pelapis Conformal tembaga yang sangat efisien bagi perangkat elektronik


Technology | 22 May 2022


Heatsink bagian penting teknologi pendinginan PC sampai perangkat elektronik.
Procesor, GPU, Chipset, RAM, SSD mengunakan komponen heatsink untuk meredam dan melepas panas.
Smartphone model terbaru harus dipasangkan pendingin mikro dengan sistem vapochamber.

Heatsink atau pendingin dapat dibuat dengan sistem pasif tanpa fan, dan aktif yang dibantu fan.

Dibagi menjadi 2 bagian antara heatspreader menyebar panas, dan heatsink sebagai kepala cooler yang kontak ke elemen chip.

Kontak chip yang panas ditambahkan thermal pad. Yang murah seperti thermal pad biasa, walau kurang efisien dengan bahan yang kurang menghantar panas.
Produsen PC dan notebook mengunakan thermal pad bahan metal (cair) untuk penghantar panas, tapi memiliki sifat konduktif.
Salah pasang dan jatuh ke bagian pin chip dapat menyebabkan short.

Solusi lain, membuat cairan khusus, dan PCB seluruhnya direndam dalam cairan pendingin. Cairan yang panas atau lebih hangat di pompa keluar dan di dinginkan, dan cairan yang sudah dingin dikembalikan ke dalam bak pendingin..
Cukup efisien tapi hanya dipasang pada unit server yang bekerja nonstop, biaya tentu lebih mahal dan bukan untuk penguna seperti kita. Ditangani oleh perusahaan besar.

Tim peneliti dari University of Illinois di Urbana-Champaign dan University of California, Berkeley (UC Berkeley) baru-baru ini menemukan apa yang tampak lebih baik, mencakup semua, dan solusi yang lebih mulus dengan disain pendingin.

Para peneliti menggambarkan eksperimen dan temuan mereka di berjudul "High-efficiency cooling via the monolithic integration of copper on electronic devices / pendinginan efisiensi tinggi melalui integrasi monolitik tembaga pada perangkat elektronik,"

Mereka mengunakan pelapis tembaga, sedikit memakan tempat dalam bentuk fisik, tapi lebih efisien dibanding bentuk heatsink tembaga saat ini.



Hasilnya tidak main-main, mampu mentransfer panas lebih dari 7x peningkatan dalam satuan volume.

Ada 3 masalah utama pengunaan heatsink konvensional, jelas  Ph.D Tarek Gebrael, penulis utama jurusan teknik mesin.

Pertama, heatsink tercanggih menggunakan bahan konduktor eksotis dan sangat efisien, tetapi mahal dan sulit dalam penerapan.
Gebrael menyebutkan heatspreader yang mengandung berlian sebagai salah satu teknologi terbaik.

Kedua, desain heatsink konvensional menggabungkan heatspreader dan heatsink secara bersamaan, dan dalam kasus pendingin, sebagian panas yang dihasilkan akan berada di bawah perangkat elektronik kata Gebrael.



Ketiga, penyebar panas terbaik tidak dapat dipasang langsung ke elektronik tetapi mengunakan bahan termal antarmuka. Dampaknya dapat menghambat kinerja optimal pendingin.

Bagaimana teknologi baru mengatasi semua kelemahan di atas dengan metode heat sink saat ini.

Lapisan heatsink baru menutupi seluruh perangkat atau Board, menciptakan area permukaan pendinginan yang besar.

Pendekatan pertama melapisi perangkat dengan lapisan isolasi listrik poli (2-kloro-p-xylylene) (parylene C), lalu lapisan konformal tembaga di bagian atas.

Teknik ini memungkinkan tembaga berada dekat ke elemen penghasil panas, menghilangkan kebutuhan bahan antarmuka termal / thermal pad dan memberikan kinerja pendinginan yang lebih baik dibandingkan dengan teknologi sebelumnya.

Teknik pelapisan dapat menghilangkan jarak besar antara tembaga atau aluminium, jadi ini adalah solusi yang jauh lebih praktis untuk menghilangkan panas dari prosesor dan memori yang bekerja cepat.
Seperti gambar tengah, bentuk tembaga dilapis di atas permukaan board.


Pendingin heatsink paling baik

Menurut para peneliti, lapisan konformal yang tipis dan mengurangi ukuran heatsink tradisional yang besar, tapi menghasilkan daya pendingin yang jauh lebih tinggi per unit volume, hingga 740% lebih baik katanya.

Instalasi dapat ditumpuk lebih banyak dengan PCB dalam ukuran yang sama saat menggunakan pelapis temuan kami, dibandingkan menggunakan pendingin konvensional , pendingin udara atau mengunakan cair kata Ph.D Gebrael.

Para peneliti selanjutnya akan memverifikasi daya tahan lapisan, sebagai langkah penting agar dapat di terima dalam industri.

Disain dibawah ini dalam uji coba.
Pelapisan diatas chip setebal 10um dengan bahan SiO2, dan lapisan kedua tembaga 150uM.
Test pengujian dibagi dengan 2 tahap, 55 derajat Celcius selama 7 menit, dan 85 deg.C selama 10 menit.





Pendingin heatsink paling baik

Selain itu, para peneliti berencana menguji dengan pendinginan sistem rendam dan di lingkungan tegangan tinggi.

Untuk pengujian awal mereka, para peneliti menggunakan PCB "sederhana", tetapi mereka berharap untuk meningkatkan pengujian teknologi pendinginan pada elektronik yang berjalan lebih panas seperti "modul daya skala penuh serta kartu GPU."


Pendingin heatsink paling baik

Singkatnya, teknologi ini terdengar menjanjikan tanpa biaya mahal atau rumit untuk dipertimbangkan bagi produsen pembuat komponen dengan penggunaan praktis.

Sampai teknologi heat sink baru ini nantinya dapat digunakan, sementara kita harus tetap  mengunakan sistem pendingin konvensional.

Secara teknik, disain penghantar panas dengan tambahan bahan tembaga telah dilakukan pabrikan Gigabyte untuk membuat board computer.
Gigabyte membuat board dengan tembaga lebih tebal, manfaat jalur sirkuit lebih kuat, sekaligus dapat menyerap panas ke seluruh board.
Tapi pada prakteknya dapat membantu hanya tidak sebaik disain penelitian terbaru diatas.


Ryzen 7000 X3D tampil, Ryzen 7000 non X lebih hemat power dibatasi 65W. Ryzen 7000 kinerja procesor mencapai 90.degC walau tidak melewati 95 deg.C. Disain heatsink terlalu tebal dengan 4,5mm, Ryzen 7000 menjadi procesor yang bekerja dengan suhu paling panas. Ryzen 7 7700X lebih cepat untuk gaming dibanding Intel Gen13

ColdSNAP, SNAP singkatan dari proses arsitektur nano superhydrophobic, menggabungkan lapisan unik dikembangkan di universitas. Semakin banyak AC digunakan, walau di dalam ruangan pemilik AC menjadi dingin. Tetapi di luar ruangan menjadi panas. Teknologi ColdSNAP hanya membutuhkan power 25% dan air saja.



2 teknologi dijadikan satu, DSLR dan Camcorder. Awalnya banyak keluhan muncul, ketika mengunakan camcorder dengan tambahan kemampuan still gambar. Di era merekam video 4K sampai 8K, camera juga masalah karena overheating. Satu modder memodifikasi dengan disain heatsink agar camera tidak overheating

Innovation Coolings Graphite menjadi thermal pad yang menarik. Karena lembaran pendingin tersebut dapat di lepas pasang. Dan penguna tidak perlu memberikan thermal paste berulang kali ketika melepas dari heatsink. Informasi yang diberikan, Innovation Coolings Graphite pad dapat dilepas pasang sampai 50x.

Heatsink dengan sistem Kinetik mampu memberikan udara pendingin lebih baik. Serta menurunkan dampak debu yang menumpuk pada heatsink pendingin. Bagian fan dibuat dari bahan metal. Membantu mendinginkan sirip heatsink termasuk fan heatsink bersamaan

Thermal Paste sudah dikenal di kalangan penguna PC. Membantu mendinginkan procesor lebih optimal. Mungkin kita tidak tahu , apa yang dilakukan thermal paste pada procesor. Bagaimana menempatkan thermal pas dengan benar dengan arah Heatpipe ke heatsink dan CPU.




No popular articles found.