วิธีการผลิตแผ่นระบายความร้อน
แผ่นระบายความร้อนเป็นอุปกรณ์สำหรับระบายความร้อนจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ง่ายต่อการให้ความร้อนในเครื่องใช้ไฟฟ้า ส่วนใหญ่จะทำจากโลหะผสมอลูมิเนียม ทองเหลืองหรือทองแดงในรูปทรงแผ่น แผ่น และหลายแผ่น
ตัวอย่างเช่น หน่วยประมวลผลกลางของ CPU ในคอมพิวเตอร์ต้องมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ฮีตซิงก์ เพาเวอร์ทูมในทีวี ท่อไลน์ และพาวเวอร์แอมพลิฟายเออร์ในเพาเวอร์แอมป์ต้องใช้ฮีตซิงก์
โดยทั่วไป แผ่นระบายความร้อนควรเคลือบด้วยชั้นของจาระบีซิลิโคนนำความร้อนบนพื้นผิวสัมผัสของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และแผ่นระบายความร้อนระหว่างการใช้งาน เพื่อให้ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากส่วนประกอบสามารถถ่ายโอนไปยังแผงระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และ แล้วแผ่ออกไปในอากาศโดยรอบผ่านแผงระบายความร้อน สำหรับวัสดุระบายความร้อนนั้น ค่าการนำความร้อนของวัสดุแต่ละชนิดนั้นแตกต่างกัน พวกมันถูกจัดเรียงจากสูงไปต่ำในแง่ของการนำความร้อน ได้แก่ เงิน ทองแดง อะลูมิเนียม และเหล็กกล้า อย่างไรก็ตาม การใช้เงินเป็นฮีตซิงก์จะมีราคาแพงเกินไป ดังนั้นวิธีที่ดีที่สุดคือใช้ทองแดง แม้ว่าอะลูมิเนียมจะดูดซับความร้อนได้ถูกกว่ามาก แต่ก็ไม่ดีเท่ากับทองแดงในการนำความร้อน (ทองแดงประมาณ 50% เท่านั้น)
ปัจจุบันวัสดุฮีตซิงก์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ทองแดงและอะลูมิเนียมอัลลอย ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป ทองแดงมีค่าการนำความร้อนที่ดี แต่มีราคาแพงกว่า แปรรูปยาก หนักเกินไป (หม้อน้ำทองแดงบริสุทธิ์จำนวนมากเกินน้ำหนักที่จำกัดของ CPU) ความจุความร้อนน้อย และออกซิไดซ์ได้ง่าย อะลูมิเนียมบริสุทธิ์อ่อนเกินไปที่จะใช้โดยตรง อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ใช้สามารถให้ความแข็งเพียงพอ ข้อดีของอลูมิเนียมอัลลอยด์คือราคาต่ำและน้ำหนักเบา แต่ค่าการนำความร้อนนั้นแย่กว่าของทองแดงมาก หม้อน้ำบางรุ่นใช้จุดแข็งของตัวเองและฝังแผ่นทองแดงที่ฐานหม้อน้ำอะลูมิเนียมอัลลอยด์ สำหรับผู้ใช้ทั่วไป การใช้ฮีตซิงก์อะลูมิเนียมก็เพียงพอต่อความต้องการในการกระจายความร้อน หม้อน้ำเพื่อให้ความร้อนในฤดูหนาวทางตอนเหนือเรียกอีกอย่างว่าอ่างความร้อน แผ่นระบายความร้อนมีบทบาทสำคัญในองค์ประกอบของแผ่นระบายความร้อน นอกจากการกระจายความร้อนแบบแอคทีฟของพัดลมแล้ว การประเมินคุณภาพของตัวระบายความร้อนนั้นส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความสามารถในการดูดซับความร้อนและความสามารถในการนำความร้อนของตัวระบายความร้อนด้วย
1. วัสดุอลูมิเนียมระบายความร้อนด้วยอลูมิเนียมถูกนำมาใช้ในตลาดหม้อน้ำเนื่องจากความนุ่มนวลและการประมวลผลที่ง่าย เทคโนโลยีการอัดรีดอลูมิเนียมหมายความว่าหลังจากที่แท่งอลูมิเนียมถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูง ของเหลวอลูมิเนียมจะไหลผ่านร่องภายใต้แรงดันสูง แม่พิมพ์อัดขึ้นรูปใช้ทำแผ่นระบายความร้อนเบื้องต้น จากนั้นจึงตัดและร่องแผ่นระบายความร้อนเบื้องต้นเพื่อทำแผ่นระบายความร้อนทั่วไป ค่าใช้จ่ายของแผงระบายความร้อนอลูมิเนียมต่ำและเกณฑ์ทางเทคนิคไม่สูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของวัสดุเอง อัตราส่วนของความหนาและความยาวของครีบระบายความร้อนต้องไม่เกิน 1:18 ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะเพิ่มพื้นที่กระจายความร้อนในพื้นที่จำกัด ฮีตซิงก์อะลูมิเนียมแบบอัดรีดมีเอฟเฟกต์การกระจายความร้อนต่ำ และเป็นการยากที่จะจัดการกับซีพียูความถี่สูงที่เพิ่มขึ้นในปัจจุบัน
2. ตัวระบายความร้อนแบบปลั๊กทองแดง วัสดุหลักที่ใช้สำหรับแผงระบายความร้อนหลักในตลาดไม่มีอะไรมากไปกว่าอลูมิเนียมและทองแดง กระบวนการเสียบทองแดงเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผสมผสานข้อดีของอลูมิเนียมและทองแดง กระบวนการเสียบทองแดงเสร็จสมบูรณ์โดยใช้หลักการขยายและหดตัวด้วยความร้อน หลังจากให้ความร้อนแก่ฮีตซิงก์อะลูมิเนียมที่อัดขึ้นรูปแล้ว แกนทองแดงจะถูกแทรกเข้าไป และในที่สุดก็ทำการระบายความร้อนโดยรวม เนื่องจากไม่มีการใช้สื่อของบริษัทอื่น กระบวนการเสียบทองแดงจึงสามารถลดความต้านทานความร้อนระหว่างพื้นผิวสัมผัสได้อย่างมาก ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยให้มั่นใจถึงความแน่นของการยึดเกาะทองแดง-อลูมิเนียมเท่านั้น แต่ยังใช้คุณลักษณะการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วของ อลูมิเนียมและทองแดงดูดซับความร้อนได้อย่างรวดเร็ว กระบวนการปลั๊กทองแดงชนิดนี้มีต้นทุนปานกลางและมีผลการกระจายความร้อนที่ดีและขณะนี้เป็นฮีตซิงก์ประเภทหลักในตลาด
3. เมื่อเทียบกับฮีตซิงก์อะลูมิเนียมอัดขึ้นรูป กระบวนการตัดจะแก้ไขข้อจำกัดของอัตราส่วนความหนาของครีบต่อความยาวของฮีตซิงก์ กระบวนการตัดคือการใช้เครื่องมือพิเศษในการตัดวัสดุทั้งหมดให้เป็นชั้นของครีบ ครีบระบายความร้อนสามารถมีความบางเพียง 0.5 มม. และครีบและฐานของแผ่นระบายความร้อนถูกรวมเข้าด้วยกัน ดังนั้นจึงไม่มีอิมพีแดนซ์อินเทอร์เฟซ ปัญหา. อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการผลิตของกระบวนการตัดนี้ ต้นทุนจะสูงเนื่องจากมีของเสียจำนวนมากและอัตราผลตอบแทนต่ำ ดังนั้น กระบวนการตัดส่วนใหญ่จะเอนเอียงไปทางฮีตซิงก์ทองแดง
กระบวนการผลิตพื้นฐานของฮีตซิงก์: ข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ --- การพัฒนารูปวาด --- การทำแม่พิมพ์ --- การทดลองแบบตาย (โปรไฟล์อลูมิเนียมอัดรีด) --- การตัด การประมวลผล CNC --- การยืนยันขนาดตัวอย่างที่ใช้งานได้ --- การยืนยันสี ( อโนไดซ์หรือออกซิเดชัน\spraying\other) --- อินพุตการผลิต --- บรรจุภัณฑ์ (การตรวจสอบ) --- การจัดส่ง
