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不同铝型材散热器的工艺分析

来源:世峻弘茂铝业   发布时间:2021-07-19   点击量:1246

铝型材散热器定制的基本生产流程:产品需求——图纸开发——模具制作——模具测试(铝型材挤压)——切割、cnc数控加工——功能尺寸样品确认——颜色确认(阳极或氧化喷涂等。)——生产输入——包装(检验)——发货。
不同类型的散热器也有自己独特的工艺流程。让我们一起讨论一下。
1.铝挤压散热器
铝材因其柔软易加工,在散热器市场得到了广泛的应用。简单来说,铝挤压技术就是将铝锭在高温下加热,然后让铝液在高压下流过带凹槽的挤压模具,制成散热器一次毛坯。然后,将散热器一次毛坯切割切割后,就可以制作普通散热器了。铝挤压散热器成本低,技术门槛低。但由于自身材料的限制,鳍片的厚度与长度之比不能超过1: 18,在有限的空间内很难增加散热面积。所以铝挤散热器散热效果差,很难胜任如今崛起的高频CPU。
2.插头铜散热器

目前市场上主流散热器使用的主要材料无非是铝和铜,铜塞工艺是铝和铜各自优势结合的产物。铜塞工艺是利用热胀冷缩的原理完成的。铝挤压散热器加热后,将铜芯插入其中,最后进行整体冷却。由于没有使用第三方介质,铜塞工艺可以大大降低接触面之间的热阻,既保证了铜铝结合的紧密性,又充分利用了铝散热快、铜吸热快的特点。这种铜塞技术成本适中,散热效果好,是目前市场上主流的散热器类型。

铝型材散热器

3.压实方法
也就是说,堆叠大量的铜片或铝片,然后将横截面压在两侧并抛光。该截面与CPU核心接触,另一侧延伸为散热器的散热片。采用压制法制造的散热器,其特点是散热片数量多,无需高技术就能保证每个散热片都能与CPU核心保持良好的接触(或接近),而且每个散热片通过压制法也有紧密的接触,彼此之间的导热损耗会显着降低。正是因为压制法制造的散热器散热片多,这种散热器的散热效果往往好,重量也比传统散热器轻很多。
4.锻造散热器
锻造过程是通过加热铝块并用高压填充模具而形成的。其优点是翅片高度可达50毫米以上,厚度小于1毫米,在相同体积下可获得最大的散热面积,锻件容易获得良好的尺寸精度和表面光洁度。但在锻造过程中,由于金属的塑性较低,在变形过程中容易开裂,抗变形能力较高,需要大吨位(500吨以上)的锻造机械。正是因为设备和模具成本高,产品成本极高,甚至很多超频爱好者都不被祝福。5.联合散热器
由于传统的铝挤散热器无法突破翅片厚度与翅片长度之比的限制,所以采用组合式散热器。在这种散热器中,散热片由铝板或铜板制成,然后通过使用导热膏或焊料将其结合到带有凹槽的散热基座上。组合式散热器的特点是翅片突破了原有的比例限制,散热效果好,不同的材料也可以作为翅片使用。当然,缺点也很明显,就是使用导热膏和焊料将鳍片和底座结合时会存在界面阻抗问题,影响散热。为了改善这些缺点,在散热器领域应用了两项新技术。第一种是齿轮成形技术,利用60多吨的压力将铝板结合在铜板的底座上,铝和铜之间不使用介质。从微观上看,铝和铜的原子在一定程度上相互连接,完全避免了传统铜铝结合带来的界面热阻的缺点,大大提高了产品的传热能力。二是回流焊技术。传统接头散热器最大的问题是接口阻抗,而回流焊技术就是对这个问题的一种改进。事实上,回流焊的工艺与传统的接头散热器几乎相同,只是使用了专用的回流焊炉,可以精确设置焊接温度和时间参数。采用铅锡合金作为焊料,使焊接和被焊接的金属能够充分接触,从而避免漏焊和空焊,保证鳍片和底座尽可能紧密连接,使界面热阻最小化,控制每个焊点的铜的熔化时间和熔化温度,保证所有焊点的均匀性。
6.切割散热器
与铝挤散热器相比,切割工艺解决了散热器翅片厚长比的限制。在切割过程中,使用专用工具将整个材料切割成一层层的鳍片。鳍片可以薄至0.5毫米,鳍片与散热器底座为一体,不会出现接口阻抗问题。但是这种切割工艺由于受到浪费和良品率低的影响,成本较高,所以切割工艺主要偏向于铜散热器。
7.柔性散热器
柔性散热器是用成型机将铜片或铝片折叠成一体成型的翅片,然后用冲孔模固定上下底板,再用高频金属焊接机将其与加工好的底座结合成一体。由于制造工艺为连续键合,适合作为高厚长比的散热器,且由于散热片为一体成型,有利于热传导的连续性。散热片的厚度只有0.1毫米,可以大大降低材料需求,在散热器允许的重量范围内获得最大的热量。
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