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追求更强更静:计算机散热技术漫谈第一期(13)


http://www.sina.com.cn 2005年06月13日 11:08 电脑报


7、冲压与剪切:

  冲压与剪切都是大家较为熟悉的工艺,我们的许多日常用品与机箱等电脑配件均出于此。

  冲压所用设备为冲床,利用安装在冲锤底端的模具对板材进行冲切,可用于各种厚度片状金属材料的加工,例如风道式散热片所采用的细薄鳍片、部分嵌铜散热器所采用的铜板、带有特定缺口与孔位的导流罩、保护罩等的初型均为冲压而成。

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Tt火星7的风扇防护罩——冲压而成

  剪切所用设备为剪切机,结构类似于书刊装订中使用的铡刀,可用于具有一定厚度的片状或条状金属形材之切割,从0.2mm的薄鳍片到1cm的吸热底,甚至铝挤压而成的形材均需采用剪切进行初加工或后处理。

  优势:可根据需要加工出各种特殊形状,适用范围较广,可大批量自动化生产。

  劣势:切口并不平整,可能需要后续处理。

  典型产品:各种后续结合型散热片中普遍采用。

8、折叶:

  折叶是细薄鳍片加工过程中通常采用的一道工序。

  折叶用于将AA1050铝合金冲压而成的单体薄鳍片组合成密集平行鳍片的加工工艺,具体方法为:在成形时,鳍片的边缘保留有一小段特别设计的凸出部分,将鳍片固定在定制的模具中,将凸出部分弯折并互相锁合,成为排列整齐的平行鳍片。

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折叶

  采用折叶工艺的另外一个目的则是补偿鳍片与吸热底的后续连接(通常为钎焊结合)所产生的介面阻抗。细薄的平行片状鳍片与吸热底的连接面积较小,同时考虑到连接面的实际接着率与介面阻抗,吸热底与鳍片间的热量传导可能成为散热片整个导热路径中的瓶颈。因此,折叶工艺会在鳍片将与吸热底连接的一侧留出一道折边,弯折锁扣后组合为一个相对平整的表面,即每片鳍片都增加了一个“较宽”的底面,侧视成为“L”形。如此一来,热量由吸热底通过连接面传导到单个鳍片的“底面”上,再由内部传导到实际散失热量的直立部分。

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折叶

  优势:机械锁合结构简单,工序少;可补偿鳍片与吸热底后续连接产生的介面阻抗。

  劣势:为了保证结合的稳固与整齐,对鳍片单体冲压模具设计要求较高。

  典型产品:与冲压结合,主要用于制造回流焊或风道式设计所采用的平行密集细薄鳍片。

9、焊接:

  焊接作为一种非常传统的金属结合方式,几乎随处可见,在散热片加工中也被普遍采用。

  目前散热片加工中所采用仍然主要是钎焊,即采用熔点较母材低的焊料填充母材间的空隙,通过某种方式加热焊接部位至一定温度,令焊料熔化,填充母材间的空隙,冷却后即可结合为一体。

  从接触式传热到电磁感应加热,从火焰喷枪到激光器,从电弧到热风,焊接技术的迅速发展推动着新工艺的不断出现,令其成为了一门相当有深度与广度的专业学科,所涉及的信息绝非三言两语就可说明。因此,笔者仅对散热片生产中的相关要素做简单介绍,以免贻笑大方。

  散热片加工中最常用的焊接方式为回流焊- reflow soldering,又称再流焊。根据它的后一个名字可能更容易理解焊接过程——通过重新熔化(即再流)预置于母材之间的膏状软钎焊料,实现母材间的软钎焊。它主要的工艺特征是:用焊剂将要焊接的金属表面净化(去除氧化物),使之对焊料具有良好的润湿性;供给熔融焊料润湿金属表面;在焊料和焊接金属间形成金属间化合物;可以实现微焊接。回流焊的大致工序为:SMT在金属板(吸热底)上自动印刷锡膏->吸热底与鳍片定位->进入回流焊机->经过精确控制温度曲线的多道加温工序->熔化焊料,润饰母材->经过精确控制温度曲线的冷却工序->拆卸成品->超声波清洗。

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ThermalTake堪称回流焊散热片的典范

  对于一些由于某种限制(例如热管的温度限制)不适合采用回流焊工艺,又需要焊接结合的散热片则可采用电阻钎焊。即利用母材接触面和焊料相对较高的电阻,短时间通过大电流,令接触面与焊料集中产生大量热量,熔化焊料,达到焊接的目的。
 

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