Proceso del disipador térmico de unión de cobre y aluminio

En la actualidad, los materiales disipadores de calor más utilizados son las aleaciones de cobre y aluminio. La aleación de aluminio es fácil de procesar y de bajo costo, por lo que también es el material más utilizado. Por el contrario, el cobre tiene una mejor conductividad térmica que la aleación de aluminio, pero la tasa de disipación de calor es más lenta que la aleación de aluminio.

Teniendo en cuenta las respectivas desventajas del cobre y el aluminio, algunos disipadores de calor están hechos de cobre y aluminio. Estos disipadores de calor suelen utilizar una base de cobre, mientras que las aletas del disipador de calor todavía utilizan aleación de aluminio. Además de la base de cobre, también existen métodos como la columna de cobre para el disipador de calor, que también es el mismo principio. Con alta conductividad térmica, la base de cobre puede absorber rápidamente el calor liberado por la CPU u otra fuente de calor; Las aletas de aluminio se pueden fabricar en la forma más propicia para la disipación de calor con procesos complejos y proporcionan un gran espacio de almacenamiento de calor y una liberación rápida.

La combinación de los dos metales es difícil y la afinidad entre el cobre y el aluminio es escasa. Si el tratamiento de unión no es bueno, producirá una gran resistencia térmica en la interfaz. Los procesos comunes de unión de cobre y aluminio incluyen:

Soldadura

La soldadura es un proceso de soldadura que utiliza un material metálico con un punto de fusión más bajo que el punto de fusión del metal base como soldadura, humedece el metal base con soldadura líquida a una temperatura más baja que el punto de fusión del metal base pero más alta que la punto de fusión de la soldadura, llena el espacio de unión y luego se condensa para formar una interfaz de unión firme.

Se formará una capa de óxido muy estable (Al2O3) en la superficie del aluminio en el aire, lo que dificulta la soldadura de cobre y aluminio, que es el factor más importante que obstaculiza el proceso de soldadura. Debe quitarse o quitarse químicamente y recubrirse con una capa de níquel u otro metal fácilmente soldable para que el cobre y el aluminio se puedan soldar juntos sin problemas.

Bloqueo de tornillo:

El bloqueo por tornillo es la combinación de una fina lámina de cobre y una superficie inferior de aluminio a través de tornillos. El objetivo principal de esto es aumentar la capacidad de absorción de calor instantánea del disipador de calor y prolongar el ciclo de vida de algunos radiadores de aluminio puro maduros. Después de la prueba, se encuentra que el medio de conducción de calor de alto rendimiento se usa entre la parte inferior del disipador de calor de aluminio y el bloque de cobre. Después de presionar con una fuerza de 80 kgf, se bloquea con tornillos. El efecto de disipación de calor es equivalente al de la soldadura de cobre y aluminio, y también se logra la mejora esperada de la eficiencia de disipación de calor.

Este método es más simple que la soldadura, con calidad estable, proceso simple y menor costo. Sin embargo, solo se usa como una mejora, la mejora del rendimiento no es obvia. Aunque está lleno de pasta de disipación de calor, el contacto incompleto entre la hoja de cobre y la base de aluminio sigue siendo el mayor obstáculo para la transferencia de calor.

Enchufe de cobre:

Hay dos formas principales de conectar el cobre. Una es incrustar cobre en la placa base de aluminio, que es común en los disipadores de calor fabricados mediante un proceso de extrusión de aluminio. Debido al grosor limitado de la parte inferior del disipador de calor de aluminio, el volumen de cobre incrustado también es limitado. El propósito principal de agregar láminas de cobre es fortalecer la conductividad térmica del disipador de calor, y el contacto con el radiador de aluminio también es muy limitado. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, el efecto de este disipador de calor de cobre y aluminio no es mucho mejor que el del disipador de aluminio.

Otra es la inserción de columnas de cobre en radiadores de aluminio con aletas radiales, sin embargo, debemos prestar atención al control de calidad del tamaño del diámetro y rugosidad superficial de la columna de cobre y agujero redondo, lo que tendrá un cierto impacto en su efecto de disipación de calor.

Aleta ondulada:

La tecnología de aletas engarzadas mejora la tecnología tradicional de combinación de cobre y aluminio. En primer lugar, se mecaniza la ranura en la base de cobre, y luego se inserta la hoja de aluminio. La hoja de aluminio se combina con la base de cobre utilizando más de 60 toneladaspresión. No existe un medio entre el aluminio y el cobre. Desde el punto de vista microscópico, los átomos de aluminio y cobre están conectados entre sí hasta cierto punto, para evitar por completo las desventajas de la resistencia térmica de la interfaz causada por la combinación tradicional de cobre y aluminio y mejorar en gran medida la capacidad de transferencia de calor del producto. ,

También podemos producir base de aluminio con inserto de cobre, base de cobre con inserto de cobre y otros productos de proceso para satisfacer diferentes necesidades de disipación de calor. Esta tecnología extiende por completo la vida útil de algunas tecnologías de unión de cobre y aluminio.

También existen algunos otros métodos de unión de cobre y aluminio, pero el proceso principal es garantizar la calidad de unión de la superficie de contacto térmico entre el cobre y el aluminio. De lo contrario, su efecto de disipación de calor no es tan bueno como el de todos los disipadores de calor de aleación de aluminio. El nuevo proceso necesita una verificación y mejora continua y, finalmente, se puede lograr el efecto esperado. Al seleccionar el disipador de calor combinado de cobre y aluminio, no solo debe centrarse en la apariencia, sino también en la comparación real, luego podemos comprar un disipador de calor combinado de cobre y aluminio de alta calidad。