散热原理—加工成型技术

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1、散热原理——加工成型技术]时下散热器的主流成型技术多为如下几类：一、铝挤型散热片铝挤压（Extruded）技术：铝，作为地壳中含有量最高的金属，成本低是其主要特点，并且由于铝挤压技术含量及设备成本相对较低，所以铝材质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至约520~540℃，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。一般常用的铝挤型材料为AA6063，其具有良好热传导率(约160~180W/m.K)与加工性，为最

2、普遍应用之制程。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1：18，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。二、铝压铸型散热片除铝挤型外，另一个常被用来制造散热片的制程方式为铝压铸型散热片。其制程系将铝锭熔解成液态后，填充入金属模型内，利用压铸机直接压铸成型，制成散热片，采用压注法可以将鳍片做成多种立体形状，散热片可依需求作成复杂形状，亦可配合风扇及气流方向作出具有导流效果的散热片，且能做出薄且密的鳍片来增加散热面积，因工艺简单而被广

3、泛采用。一般常用的压铸型铝合金为ADC12，由于压铸成型性良好，适用于做薄铸件，但因热传导率较差(约96W/m.K)，现在国内多以AA1070铝料来做为压铸材料，其热传导率高达200W/m.K左右，具有良好的散热效果，但是以AA1070铝料来压铸存在着一些如下所述之问题：(1)压铸时表面流纹及氧化渣过多，会降低热传效果。(2)冷却时内部微缩孔偏高，实质热传导率降低(K<200W/m.K)。(3)模具易受侵蚀，致寿命较短。(4)成型性差，不适合薄铸件。(5)材质较软，容易变型。随着CPU主频的不断提升，为了达到

4、较好的散热效果，采用压铸工艺生产的铝质散热器体积不断加大，给散热器的安装带来了很多问题，并且这种工艺制作的散热片有效散热面积有限，要想达到更好的散热效果势必提高风扇的风量，而提高风扇风量又会产生更大的噪音。三、接合型制程散热片　这种散热片是先用铝或铜板做成鳍片，之后利用导热膏或焊锡将它结合在具有沟槽的散热底座上。结合型散热片的特点是鳍片突破原有的比例限制，散热效果好，而且还可以选用不同的材质做鳍片。此制程之优点为散热片细长比可高达60倍以上，散热效果佳，且鳍片可选用不同材质制作，当然了，缺点也显而易见，就是利

5、用导热膏和焊锡接结合鳍片和底座会存在介面阻抗问题，从而影响散热，为了改善这些缺点，散热片领域又运用了2种新技术。首先是插齿技术，它是利用60吨以上的压力，把铝片结合在铜片的基座中，并且铝和铜之间没有使用任何介质，从微观上看铝和铜的原子在某种程度上相互连接，从而彻底避免了传统的铜铝结合产生介面热阻的弊端，大大提高了产品的热传到能力。最为成功的就是前文介绍的AVC公司。第二种是回流焊接技术，传统的接合型散热片最大的问题是介面阻抗问题，而回流焊接技术就是对这一问题的改进。其实，回流焊接和传统接合型散热片的工序几乎相

6、同，只是使用了一个特殊的回焊炉，它可以精确的对焊接的温度和时间参数进行设定，焊料采用用铅锡合金，使焊接和被焊接的金属得到充分接触，从而避免了漏焊空焊，确保了鳍片和底座的连接尽可能紧密，最大限度降低介面热阻，又可以控制每一个焊点的焊铜融化时间和融化温度，保证所有焊点的均匀，不过这个特殊的回焊炉价格很贵，主板厂商用的比较多，而散热器厂商则很少采用。把这个技术做得很成功的就是Tt公司。回流焊接包括了铜鳍片冲压技术以及回流焊接两部分组成。鳍片冲压也是其难点，鳍片冲压由连续冲床和加工模具进行加工，加工模具精度非常高，技

7、术含量也很高，国内少有厂商可以做到，Tt的模具是在台湾开的，而连续冲床只要加大投资就可以获得，因此大部分技术难点还是体现在模具上面。目前回流焊接做的比较好的厂商除了Tt还有AVC和Thermalright。回流焊接工艺的精度与效果和制造成本呈线性关系：成本越高，精度越高，效果越好。如果风冷散热器都像Thermalright一样不计成本的使用回流焊接技术导致成品售价过高，则无疑加速了液冷时代的来临。　回流焊接流程1.搅拌锡膏2.检验铜片外观（铜底板和铜鳍片）3.SMT自动印刷机将锡膏印在铜板上，可以使锡膏的厚度

8、、宽度均匀一致4.经过连续冲床和加工模具进行鳍片加工5.冲压完成后，通过治具将铜底和鳍片进行定位，压力适中，为回流焊接做准备6.通过治具检查后，将半成品送入回流焊接生产线，通过计算机控制7段式温度，监测焊接温度。焊接温度直接影响到产品的质量，因此非常重要。不同的产品其温度参数都不相同7.焊接过程大概由高温到低温，陆续冷却8.拆卸治具9.在加热过程中锡膏除高温蒸发后还会有部分残留，于是要对散热片进行超