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      散熱片之你所不知 揭秘散熱片制作工藝

      2020-12-18 10:06:24


          1散熱片之你所不知

          如果時間倒退七八年。散熱器是很不受重視的,三十元是標配,盒包CPU的原裝散熱則稱的上是中高端。但是隨著一輪又一輪的性能之爭,電腦性能飛速發展并且伴隨著越來越多的OCER(超頻玩家)的誕生。散熱器的作用才日益凸顯。

          一款風冷散熱產品,其效果好壞除了要看風扇的風量之外,更多的是依賴于散熱片的設計。一款設計得當的散熱片,可以在電腦非超頻非持續滿載的狀態下僅僅依靠機箱風扇卻可以使得電腦穩定運行??梢娚崞闹匾?,而散熱片的散熱效果與其制作工藝是密不可分。

           現今的散熱片的制作工藝包括了以切削、擠壓、沖壓、壓鑄等幾種技術為核心,衍化出多達十幾種的具體制造工藝,它們的優缺點明顯,并且有細節上的東西可以分辨。在下面的文章中,小編會為您一一道來,讓您在選擇散熱產品的時候做到心中有數。

      2切削與鋁擠壓

          嚴格來講,切削是一大類制作工藝的簡稱,例如高速切削、激光切削等都屬于這一大類,但是它們有一個共同點就是車、鉆、銑、磨等機床,在散熱片的成形過程中,為了獲得一些較特殊、精細的形狀,都需要使用切削工藝。主要用于板材成型(底面,鰭片的形成)、散熱器開槽、特殊紋路的雕刻等等。

          切削工藝

          散熱器的底座就是明顯的切削工藝制作,平面、棱角以及一些廠商的LOGO都是切削工藝處理出來的。切削工藝的優點便是用途廣泛,但是缺點便是設備,主要是刀具磨損快,多數需要人工參與或自動化控制,成本較高。

          鋁擠壓便是將鋁合金原錠加熱至約520~540℃,利用機械加壓,令鋁液流經模具鋼制成的擠型模具,在模具出口處對鋁液進行冷卻,使之迅速凝固,成為具有連續平行結構的散熱片初胚,再對初胚進行剪裁等處理,便看見了我們常見的散熱片。

      散熱片之你所不知 揭秘散熱片制作工藝

          鋁擠散熱工藝

          這種方式常用的鋁材料是AA6063,該種改料有良好的熱傳導率(約160-180W/m*K)與可加工性。但正是因為這種材料的缺點,限制鰭片的厚度與長度之比不能超過1:18,所以這種方式生產的產品雖然是“30元標配”,但是已經很難勝任現在處理器的散熱,所以購買時盡量不要選擇此類產品。

          3精密切削與鋁壓鑄

         不得不說,這是一種很有里程碑意義的金屬成型工藝。精密切削的定義是將一整塊金屬型材根據需要,利用控制的特殊刨床切割出指定厚度的薄片,再向上彎折為直立狀態,成為散熱鰭片。其實更簡單的理解方法就是,將一整塊金屬,切割成我們平時見到的散熱片形狀。這種方式在純銅的散熱片上Z為常見。

           精密切削提升產品成本

          精密切削的優點是吸熱底與鰭片一體成形,連接面積(連接比例)大,不存在介面阻抗,鰭片較厚,能夠更有效利用散熱表面積;此外,切割而成的鰭片排列密集,能在單位體積內獲得更大的散熱面積。但是這種方式受到原材料等的影響,良品率低;瘦長比不足;片間距離短,過風空間較小,風阻較大。并且生產設備、生產成本都很高?,F在已經不太常見這種方式,倒是很多刀片服務器使用這種規格的散熱片。

          鋁壓鑄是一種應用廣泛的單體鋁合金加工工藝。將鋁合金原錠熔解成液態后,充填入模型內,利用壓鑄機一次性壓鑄成型,再經過冷卻與后續處理,制成單體散熱片。

          鋁壓鑄Intel原裝風扇常用

          鋁壓鑄的優點:是一體成形,無介面阻抗;可制造細薄、密集或結構復雜的鰭片,易于一些特殊設計的實現。其顯著缺點:材料得機械性能與導熱性能不能兩全;壓鑄時表面流紋及氧化渣過多,會降低熱傳導效果;冷卻時內部微縮孔偏高,實質熱傳導率降低;模具壽命較短,設備相對復雜,產量較小,成本稍高。其實這種工藝的鋁散熱片居多,散熱效果還說的過去,所制造的產品有一定的性價比。

          4折頁與焊接是主流

          我們所見的密集型細薄的散熱片都是這種工藝制作。在成形時,鰭片的邊緣保留有一小段特別設計的凸出部分,將鰭片固定在定制的模具中,將凸出部分彎折并互相鎖合,成為排列整齊的平行鰭片。與沖壓結合,主要用于制造回流焊或風道式設計所采用的平行密集細薄鰭片。

          折頁散熱已經成為主流

          折頁方式的優點明顯:機械鎖合結構簡單,工序少;可補償鰭片與吸熱底后續連接產生的介面阻抗。一次性的設備投入即可大量產出,現在市面上很多熱管散熱產品的鰭片鏈接方式都是這種,穩定而簡單。

           焊接散熱形式同樣主流

          而焊接這種散熱形式則是耳熟能詳的金屬加工方式。散熱片加工中Z常用的焊接方式為回流焊,又稱再流焊。目前絕大部分的熱管散熱器,熱管與鰭片的鏈接方式便是焊接。因為焊接處的結合度直接影響散熱效果,所以焊接的成本較高。

           5多種散熱片工藝形式

          其實除了我們上述所說的這些散熱工藝形式,像我們還能經常見到鍛造、插齒等散熱片工藝,這些工藝或多或少依舊在我們的電腦散熱形式中出現,只是出于成本或散熱效果的原因已經越來越少,但是這些依舊為散熱片工藝發展起到了貢獻。

       

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          騰炬點評:講了這么多,相比大家對于散熱片的結構與制造過程已經心里有數,優勝劣汰不論在哪里都是適合的。通過上文的分析,想必各位看官也明白了,很多工藝知識曇花一現,很多工藝則針對某些領域。我們桌面級應用所涉及到的僅僅有幾種常見方式,抓住其主要特征不難選擇一款性能高,價格實惠的散熱產品。


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