1. 铝挤式散热片
铝材质由于本身柔软易加工的特点很早就应用在散热器市场,铝挤技术简单的说就是将铝锭高温加热后,在高压下让铝液流经具有沟槽的挤型模具,作出散热片初胚,然再对散热片初胚进行裁剪、剖沟等处理后就做成了我们常见到的散热片。铝挤散热片的成本低,技术门槛要求也不高,不过由于受到本身材质的限制散热鳍片的厚度和长度之比不能超过***8,所以在有限的空间内很难提高散热面积,故铝挤散热片散热效果比较差,很难胜任现今日益攀升的高频率CPU。
铝材质由于本身柔软易加工的特点很早就应用在散热器市场,铝挤技术简单的说就是将铝锭高温加热后,在高压下让铝液流经具有沟槽的挤型模具,作出散热片初胚,然再对散热片初胚进行裁剪、剖沟等处理后就做成了我们常见到的散热片。铝挤散热片的成本低,技术门槛要求也不高,不过由于受到本身材质的限制散热鳍片的厚度和长度之比不能超过***8,所以在有限的空间内很难提高散热面积,故铝挤散热片散热效果比较差,很难胜任现今日益攀升的高频率CPU。

2. 塞铜式散热片
目前铜铝结合的散热底座设计有塞铜柱和铝材底部加设铜片这两种。塞铜工艺是利用热胀冷缩的原理来完成的,将铝挤型散热片加热后将铜芯塞入其中,**再进行整体的冷却。由于没有使用第三方介质,塞铜工艺可以大幅度降低接触面间的热阻,不但保证了铜铝结合的紧密程度,更充分利用了铝散热快和铜吸热快的特性,采用这种工艺制作的产品能够成功迅速占领市场的原因就是成本低廉,散热效能在确保制作工艺的前提下非常出色,甚至可以超越纯铜或者是某些热导管制作的产品,是当前非常适用于中**CPU搭配使用的平民贵族散热产品。
目前市场主流的散热片所用的主要材质无外乎铝和铜两种,而塞铜工艺则正是结合铝和铜各自优点应运而生的产物。塞铜工艺是利用热胀冷缩的原理来完成的,将铝挤型散热片加热后将铜芯塞入其中,**再进行整体的冷却。由于没有使用第三方介质,塞铜工艺可以大幅度降低接触面间的热阻,不但保证了铜铝结合的紧密程度,更充分利用了铝散热快和铜吸热快的特性。 这种塞铜工艺成本适中散热效果也不错,是目前市场上的主流散热片类型。
常用的加工工艺有扦焊、螺丝锁合,热胀冷缩结合,机械式压合等方式。
(1). 扦焊
扦焊是采用熔点比母材熔点低的金属材料作为焊料,在低于母材熔点而高于焊料熔点的温度下,利用液态焊料润湿母材,填充接头间隙,然后冷凝形成牢固接合界面的焊接方法。主要工序有:材料前处理 、组装、加热焊接、冷却、后处理等工序。常用的扦焊方式是锡扦焊,铝表面在空气中会形成一层非常稳定的氧化层(AL2O3),使铜铝焊接难度较高,这是阻碍焊接的**因素。必须要将其去除或采用化学方法将其去除后并电镀一层镍或其它容易焊接的金属,这样铜铝才能顺利焊接在一起。
散热片上的铜底是进行热的传导,要求的不仅是机械强度,更重要的是焊接的面积要大(焊着率要高),才能有效地提升散热效能,否则不断不会提升散热效能,反而会使其比全铝合金的散热片更加糟糕。目前市场上的采用铜铝焊接的散热片*为严重的就是焊着率低,或品质不稳定,几乎所有采用焊接技术的散热片连焊着率的检验手段及检验标准都没有,只从外观是不能检查出焊接质量好坏的。
(2). 螺丝锁合:
经过测试发现:在铝散热片底部与铜块之间使用高性能导热介质,施加80Kgf的力压紧后用螺丝将其锁紧,其散热效果竟与铜铝焊接的效果相当,同样达到了预计的散热效能提升幅度。
这种方式较焊接简单,而且品质稳定,制程简单,投入设备成本较焊接低。 主要工序有:铜片裁切、校平(平面度小于0。1mm、钻孔、涂抹导热介质钻孔、攻牙、清洗、强力预压程序、两段式锁合作业、定扭力锁螺丝。
其制程中主要控制好铜、铝平面度和粗糙度,以及锁螺丝的扭力等因素,即可得到一定的效能提升,是一种不错的铜铝结合方式。
如果使用的导热介质性能低劣,或是铜块平整度不良,热量就不能顺利地传导至铝的散热片表面,使散热效果大打折扣。另外,螺丝的锁合力和铜材的纯度,都是不良的影响因素。
(3).热胀冷缩结合:
在铝的散热片底部加工一个直径ψ=D1的圆孔,另外做一个直径ψ=D1+0。1MM的铜柱(如下图),将铝质散热片加热至400℃,其受热膨胀圆孔直径扩张至D1+0。2MM以上。利用专门机器在高温下将常温铜柱快速塞入铝质散热片之圆孔内,待其冷却收缩后,铜柱与铝质散热片就能紧密结合一体。这也是一种可靠的方法,其铜铝稳定性很高,结合紧密度**。但要注意铜柱和圆孔的直径尺寸及表面粗糙度的品质控制,这些会对其散热效果有一定的影响。
(4).机械式压合:
机械式压合方式是将一块直径尺寸大于铝孔径的铜块,通过机械的方式,将其压合在一起,因为铝有延展性,所以铜可以在常温下与铝质散热片结合,这种方式的结合的效果也是比较可观,但有一个致命的缺点就是铜在被挤压进入铝孔的过程中,铝孔内表面容易被铜刮伤,严重影响热的传导。这要通过合理搭配过盈量以及优化设计铜块的形状来避免此类问题的产生。
总之,铜铝结合的方法还有很多,但都是要保证铜与铝的热接触面的结合品质。否则其散热效果还不如全铝合金散热片。新的制程是需要不断验证,不断改进,**才会达成预期的效果,在选用铜铝结合的散热器时切不可只看外观,千万要实测对比,才能买到一个品质优良的铜铝结合散热器。
3. 压固法散热片
也就是将众多的铜片或铝片叠加起来,然后在两侧加压并将其截面进行抛光,这个截面与CPU核心接触,另外一面则伸展开来作为散热片的鳍片。压固法制作的散热器其特点是鳍片数量可以做的很多,而且不需要很高的工艺就能保证每个鳍片都能与CPU核心保持良好的接触(或靠近),而各个鳍片之间也通过压固的方式有着紧密的接触,彼此之间的热量传导损失也会明显降低,正是因为压固法制作的散热器拥有众多的鳍片,这种散热器的散热效果往往不错,重量则比传统的散热器要轻的多。
4. 锻造式散热片散热片
锻造工艺就是将铝块加热后利用高压充满模具内而形成的,它的优点是鳍片高度可以达到50mm以上,厚度1mm以下,能够在相同的体积内得到**的散热面积,而且锻造容易得到很好的尺寸精度和表面光洁度。但锻造时,因金属的塑性低,变形时易产生开裂,变形抗力大,需要大吨(500吨以上)位的锻压机械,也正因为设备和模具的高昂费用而导致产品成本极高,连许多超频发烧友都无福消受。

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