Analysis of thermal heat sinks under different types of fins using SolidWorks

Keywords: Thermal analysis, SolidWorks, Heat sink, Fins, Microchip

Abstract

The microprocessor is a device used in computers to process information and execute its programs, from its operating system to the applications that the user performs, such as: machine language instructions, arithmetic and logical operations and access to computer´s memory. For its correct working, it is necessary to reject energy from the microchip to the surroundings throughout the use of heat sinks, which consist of an aluminum plate where extended surfaces are used to improve the heat transfer area. Among the heatsinks that are available in the market, are the square fin heatsinks. For this reason, the aim of this paper is analyzing thermally the heat dissipation process in a computer-microchip using SolidWorks software.  Furthermore, the thermal heat behavior of the square-finned is studied and the results obtained from temperature distribution are compared with those values obtained for four alternative fins configurations: 1) heat sink with rectangular fins, 2) heat sink with triangular fins, 3) heat sink with parabolic fins and 4) heat sink with circular fins.

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References

Argumedo P. (2010). Simulación numérica de la transferencia de calor por convección libre en superficies verticales con aletas inclinadas. Tesis maestría en ciencias, Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Consultado de la página http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/9708

Barbosa O. I. y Hernández A (2015). Buscando nuevas configuraciones para disipadores óptimos de altísimos flujos de energía. Revista de divulgación científica, Jóvenes en la Ciencia, Vol 1(2), 1839-1843. Recuperado el 9 de marzo de 2023, de https://www.jovenesenlaciencia.ugto.mx/index.php/jovenesenlaciencia/article/view/222

Cengel, Y. y Boles M. (2015). Termodinámica, Octava edición. Editorial McGraw-Hill Education.

Garro, S., Díaz, L. A., Liang, J., Martínez, F., Meneses, W., Ortega, H., Ramírez, G., & Stradi, B. (2012). Modelación y simulación de disipadores de calor para procesadores de computadora en COMSOL Multiphysics. Revista Tecnología en Marcha, 25(3), 71-80. https://doi.org/10.18845/tm.v25i3.459

Gil L. (2006). Caracterización experimental de una superficie extendida para su aplicación en intercambiadores de calor enfriados por aire. Tesis maestría en ciencias, Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, 1-96. Consultado de la página: https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/16312/Caracterizaci%C3%83%C2%B3n%20experimental%20de%20una%20superficie%20extendida%20para%20su%20aplicaci%C3%83%C2%B3n%20en%20intercambiadores%20d.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Harper, C.A. (2005). Electronic Packaging and Interconnection Handbook. New York: McGraw-Hill, 4th edition.

Hetpro (2023). Disipador de Aluminio 46mm x 54mm x 23mm. (s/f). Hetpro-store.com. Recuperado el 9 de marzo de 2023, de https://hetpro-store.com/disipador-de-aluminio-46mm-x-54mm-x-23mm/

Incropera F.P. y DeWitt D.P. (2001). Fundamentos de trasferencia de calor. Editorial Pearson Prentice Hall, Cuarta edición.

Nava-Arriaga, E. M., Luviano-Ortiz, J.L., Hernández-Guerrero, A., & Sciubba, E. (2018). Análisis numérico de un novedoso disipador de calor con minicanales y distribuidor de flujo basado en la teoría constructal. Memorias del XXV congreso internacional anual de la SOMIM, 1-10. Recuperado el 9 de marzo de 2023, de http://somim.org.mx/memorias/memorias2019/articulos/A4_149.pdf.

Obregón S., Molina V. y Salvo N. (2005). Simulación de fenómenos de convección natural en recintos cerrados. Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente, Vol. 9(11), 85-90. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/82931

Romero A. (2022). Análisis de un disipador de calor térmico de aletas tipo pin e influencia de materiales líquidos para altas disipaciones térmicas. Tesis de Maestría, Escuela Técnico Superior de Ingeniería, Universidad de Sevilla, 1-46. Consultada de la página: https://hdl.handle.net/11441/142067

Staf (2021). Heat sink and micro processor under natural convection. SolidWorks simulation. Consultado de la página: https://www.youtube.com/watch?v=jLbs4z1K9tw

Zhu, K., Zheng, M., Wang, B., Dai, B., Wang, Y., Wei, J., & Chen, X. (2017). Experimental study of energy saving performances in chip cooling by using heat sink with embedded heat pipe. Energy Procedia, 105, 5160–5165. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.1046

Published
2023-07-05
How to Cite
Rodríguez Muñoz, J. L., Peña Hernández , L. Ángel, Pacheco Cedeño, J. S., Ramírez Minguela, J. de J., & Balcázar García, J. G. (2023). Analysis of thermal heat sinks under different types of fins using SolidWorks. Ingenio Y Conciencia Boletín Científico De La Escuela Superior Ciudad Sahagún, 10(20), 47-55. https://doi.org/10.29057/escs.v10i20.10776

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