กระบวนการฮีทซิงค์เชื่อมอลูมิเนียมทองแดง

ปัจจุบันวัสดุระบายความร้อนที่ใช้กันมากที่สุดคือโลหะผสมทองแดงและอลูมิเนียม อลูมิเนียมอัลลอยด์นั้นง่ายต่อการประมวลผลและต้นทุนต่ำ ดังนั้นจึงเป็นวัสดุที่ใช้กันมากที่สุด ในทางตรงกันข้าม ทองแดงมีค่าการนำความร้อนได้ดีกว่าโลหะผสมอลูมิเนียม แต่อัตราการกระจายความร้อนจะช้ากว่าโลหะผสมอลูมิเนียม

เมื่อพิจารณาถึงข้อเสียของทองแดงและอะลูมิเนียม ฮีทซิงค์บางตัวทำมาจากทองแดงและอะลูมิเนียม แผ่นระบายความร้อนเหล่านี้มักใช้ฐานทองแดง ในขณะที่ครีบระบายความร้อนยังคงใช้โลหะผสมอลูมิเนียม นอกจากฐานทองแดงแล้ว ยังมีวิธีการต่างๆ เช่น คอลัมน์ทองแดงสำหรับฮีตซิงก์ ซึ่งเป็นหลักการเดียวกัน ด้วยค่าการนำความร้อนสูง ฐานทองแดงสามารถดูดซับความร้อนที่ปล่อยออกมาจาก CPU หรือแหล่งความร้อนอื่นๆ ได้อย่างรวดเร็ว ครีบอลูมิเนียมสามารถทำเป็นรูปทรงที่เอื้อต่อการกระจายความร้อนด้วยกระบวนการที่ซับซ้อน และให้พื้นที่เก็บความร้อนขนาดใหญ่และปล่อยอย่างรวดเร็ว

การรวมกันของโลหะทั้งสองนั้นทำได้ยาก และความสัมพันธ์ระหว่างทองแดงกับอลูมิเนียมนั้นไม่ดี หากการรักษาพันธะไม่ดี จะทำให้เกิดความต้านทานความร้อนที่ส่วนต่อประสานขนาดใหญ่ กระบวนการยึดเหนี่ยวทองแดงอะลูมิเนียมทั่วไป ได้แก่:

บัดกรี

การบัดกรีเป็นกระบวนการเชื่อมที่ใช้วัสดุโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของโลหะพื้นฐานเป็นตัวประสาน ทำให้โลหะฐานเปียกด้วยบัดกรีเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของโลหะฐานแต่สูงกว่า จุดหลอมเหลวของบัดกรี เติมช่องว่างร่วม แล้วควบแน่นเพื่อสร้างส่วนต่อประสานที่แน่นหนา

ชั้นออกไซด์ที่เสถียรมาก (Al2O3) จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวอลูมิเนียมในอากาศ ซึ่งทำให้การบัดกรีอลูมิเนียมทองแดงยากขึ้น ซึ่งเป็นปัจจัยที่ใหญ่ที่สุดที่ขัดขวางกระบวนการบัดกรี ต้องถอดออกหรือลอกออกด้วยสารเคมีแล้วชุบด้วยชั้นของนิกเกิลหรือโลหะที่เชื่อมได้ง่ายอื่นๆ เพื่อให้สามารถเชื่อมทองแดงและอลูมิเนียมเข้าด้วยกันได้อย่างราบรื่น

สกรูล็อค:

การล็อคด้วยสกรูเป็นการผสมผสานระหว่างแผ่นทองแดงบางและพื้นผิวด้านล่างอะลูมิเนียมผ่านสกรู จุดประสงค์หลักของสิ่งนี้คือเพื่อเพิ่มความสามารถในการดูดซับความร้อนในทันทีของฮีทซิงค์ และยืดอายุวงจรชีวิตของหม้อน้ำอะลูมิเนียมบริสุทธิ์บางตัว หลังการทดสอบ พบว่ามีการใช้สื่อนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงระหว่างด้านล่างของตัวระบายความร้อนอะลูมิเนียมกับบล็อกทองแดง หลังจากกดด้วยแรง 80kgf แล้วล็อคด้วยสกรู เอฟเฟกต์การกระจายความร้อนเทียบเท่ากับการเชื่อมอลูมิเนียมทองแดง และการปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนที่คาดหวังก็สามารถทำได้เช่นกัน

วิธีนี้ง่ายกว่าการบัดกรีด้วยคุณภาพที่มั่นคง ขั้นตอนง่าย ๆ และต้นทุนที่ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม มันถูกใช้เป็นการปรับปรุงเท่านั้น การปรับปรุงประสิทธิภาพไม่ชัดเจน แม้ว่าจะเต็มไปด้วยแผ่นระบายความร้อน แต่การสัมผัสที่ไม่สมบูรณ์ระหว่างแผ่นทองแดงและก้นอะลูมิเนียมยังคงเป็นอุปสรรคใหญ่ที่สุดในการถ่ายเทความร้อน

เสียบทองแดง:

มีสองวิธีหลักในการเสียบทองแดง หนึ่งคือการฝังทองแดงลงในแผ่นฐานอะลูมิเนียม ซึ่งพบได้ทั่วไปในฮีทซิงค์ที่ผลิตโดยกระบวนการอัดรีดอลูมิเนียม เนื่องจากความหนาที่จำกัดของด้านล่างของฮีทซิงค์อะลูมิเนียม ปริมาตรของทองแดงที่ฝังอยู่จึงมีจำกัด จุดประสงค์หลักของการเพิ่มแผ่นทองแดงคือการเสริมสร้างการนำความร้อนของฮีทซิงค์ และการสัมผัสกับหม้อน้ำอะลูมิเนียมก็มีข้อจำกัดเช่นกัน ดังนั้น ในกรณีส่วนใหญ่ ฮีทซิงค์อะลูมิเนียมทองแดงนี้ไม่ได้ดีไปกว่าฮีทซิงค์อะลูมิเนียมมากนัก

อีกวิธีหนึ่งคือการใส่เสาทองแดงลงในหม้อน้ำอะลูมิเนียมที่มีครีบแบบเรเดียล อย่างไรก็ตาม เราควรใส่ใจกับการควบคุมคุณภาพของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและความขรุขระของพื้นผิวของคอลัมน์ทองแดงและรูกลม ซึ่งจะมีผลกระทบต่อการกระจายความร้อน

ครีบจีบ:

เทคโนโลยี Crimped fin ช่วยปรับปรุงเทคโนโลยีการผสมทองแดงอลูมิเนียมแบบดั้งเดิม ขั้นแรกให้ทำการกลึงร่องบนฐานทองแดงแล้วใส่แผ่นอลูมิเนียม แผ่นอลูมิเนียมมารวมกันเป็นฐานทองแดงโดยใช้มากกว่า 60 ตันความดัน. ไม่มีสื่อกลางระหว่างอลูมิเนียมและทองแดง จากมุมมองของกล้องจุลทรรศน์ อะตอมของอลูมิเนียมและทองแดงเชื่อมต่อกันในระดับหนึ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงข้อเสียของความต้านทานความร้อนอินเทอร์เฟซที่เกิดจากการผสมอลูมิเนียมทองแดงแบบดั้งเดิม และปรับปรุงความสามารถในการถ่ายเทความร้อนของผลิตภัณฑ์อย่างมาก ,

เรายังสามารถผลิตฐานอลูมิเนียมแทรกทองแดง ฐานทองแดงแทรกทองแดง และผลิตภัณฑ์ในกระบวนการอื่น ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการการกระจายความร้อนที่แตกต่างกัน เทคโนโลยีนี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของเทคโนโลยีการยึดเหนี่ยวอะลูมิเนียมทองแดงบางส่วนได้อย่างเต็มที่

นอกจากนี้ยังมีวิธีการยึดเหนี่ยวทองแดงอะลูมิเนียมแบบอื่นๆ ด้วย แต่กระบวนการหลักคือการตรวจสอบคุณภาพการยึดติดของพื้นผิวสัมผัสทางความร้อนระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียม มิฉะนั้น ผลการกระจายความร้อนของมันไม่ดีเท่ากับฮีตซิงก์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ทั้งหมด กระบวนการใหม่นี้ต้องการการตรวจสอบและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และในที่สุดก็สามารถบรรลุผลที่คาดหวังได้ เมื่อเลือกฮีทซิงค์แบบผสมทองแดงอะลูมิเนียม คุณต้องไม่เพียงแค่เน้นที่รูปลักษณ์เท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงการเปรียบเทียบจริงด้วย จากนั้นเราสามารถซื้อฮีทซิงค์แบบผสมทองแดงอะลูมิเนียมคุณภาพสูงได้。