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Comparaison de différentes technologies de production et de traitement de dissipateur de chaleur

Qu'est-ce qu'un dissipateur de chaleur?
Un dissipateur de chaleur est un dispositif qui dissipe les composants électroniques sensibles à la chaleur dans les appareils électriques, principalement en alliage d'aluminium, laiton ou bronze, en forme de plaque, de feuille ou de feuille. Par exemple, le processeur central de l'ordinateur doit utiliser un dissipateur thermique relativement volumineux, et le tube d'alimentation, le tube de ligne du téléviseur et le tube de l'amplificateur de puissance de l'amplificateur doivent utiliser le dissipateur de chaleur. En général, le dissipateur thermique doit être recouvert d’une couche de graisse thermique sur la surface de contact entre les composants électroniques et le dissipateur thermique, de manière à ce que la chaleur émise par les composants soit acheminée plus efficacement vers le dissipateur thermique, puis rayonnée vers l’air ambiant par le dissipateur thermique. En ce qui concerne le matériau du dissipateur thermique, la conductivité thermique de chaque matériau est différente et la conductivité thermique est répartie de haut en bas (argent, cuivre, aluminium et acier). Cependant, si l'argent est utilisé comme dissipateur thermique, il sera trop cher, la meilleure solution consiste donc à utiliser du cuivre. Bien que l'aluminium soit un dissipateur thermique beaucoup moins cher, il est évidemment moins thermiquement conducteur que le cuivre (environ 50% de cuivre). À l'heure actuelle, les matériaux de dissipateur de chaleur couramment utilisés sont le cuivre et l'alliage d'aluminium, qui présentent chacun des avantages et des inconvénients. Le cuivre a une bonne conductivité thermique, mais il est plus coûteux, difficile à traiter et en surpoids (de nombreux radiateurs en cuivre pur dépasse la limite de poids de la CPU). Il a une faible capacité calorifique et est sujet à l'oxydation. L'aluminium pur est trop mou pour être utilisé directement. Tous les alliages d'aluminium utilisés peuvent fournir une dureté suffisante. Les avantages des alliages d'aluminium sont leur faible coût et leur poids léger, mais leur conductivité thermique est bien inférieure à celle du cuivre. Certains radiateurs ont leurs propres avantages et une plaque de cuivre est encastrée dans la base du radiateur en alliage d'aluminium. Pour les utilisateurs ordinaires, l'utilisation d'un dissipateur de chaleur en aluminium est suffisante pour répondre aux besoins de dissipation de chaleur. Le radiateur de chauffage nord est également appelé dissipateur de chaleur. Le dissipateur thermique joue un rôle important dans la composition du dissipateur thermique. Outre le refroidissement actif du ventilateur, l'évaluation de la qualité d'un dissipateur thermique dépend dans une large mesure de sa capacité à absorber la chaleur et à la conduire.


Processus de production de base de dissipateur de chaleur:
Exigences du produit --- Développement du dessin --- Fabrication de moules --- Filière de test (profilé en aluminium extrudé) --- Découpe et traitement CNC --- Confirmation d'échantillons de taille fonctionnelle ) --- Entrée de production --- Emballage (Inspection) --- Livraison.


Dissipateur de chaleur en aluminium extrudé
1. Dissipateur thermique extrudé en aluminium Le matériau en aluminium est utilisé sur le marché des radiateurs depuis longtemps en raison de ses caractéristiques de traitement souples et faciles. La technologie d'extrusion de l'aluminium consiste simplement à chauffer les lingots d'aluminium à haute température, puis à laisser le liquide d'aluminium s'écouler à travers le moule d'extrusion avec des rainures sous haute pression pour obtenir les ailettes radiantes. Toutefois, après la découpe et le rainurage des ailettes d'origine du dissipateur thermique, les dissipateurs courants sont fabriqués. Le coût du dissipateur thermique en aluminium extrudé est faible et le seuil technique peu élevé. Cependant, en raison de la limitation du matériau, le rapport d'épaisseur et de longueur des ailettes de dissipation de chaleur ne peut pas dépasser 1:18. Par conséquent, il est difficile d’augmenter la zone de dissipation de chaleur dans un espace restreint, de sorte que l’effet de dissipation de chaleur du dissipateur thermique extrudé en aluminium est relativement médiocre et qu’il est difficile de concurrencer le processeur haute fréquence en augmentation constante.

Bouchon de cuivre dissipateur de chaleur
2. Brancher les puits de chaleur en cuivre Les principaux matériaux utilisés dans les puits de chaleur du marché sont l'aluminium et le cuivre. Le procédé d'obturation en cuivre est le produit des avantages combinés de l'aluminium et du cuivre. Le processus d'obturation en cuivre est complété par le principe de la dilatation et de la contraction thermiques. Une fois le dissipateur thermique en aluminium extrudé chauffé, le noyau de cuivre y est inséré, puis le refroidissement global est effectué. Comme aucun diélectrique tiers n'est utilisé, le processus de colmatage du cuivre peut réduire considérablement la résistance thermique entre les surfaces de contact. Non seulement il assure l'étanchéité de la liaison cuivre-aluminium, mais il exploite également pleinement les caractéristiques de dissipation thermique rapide de l'aluminium et d'absorption thermique rapide du cuivre. Ce processus de bouchage du cuivre a un coût modéré et un bon effet de dissipation de la chaleur. Il s’agit du type de dissipateur de chaleur sur le marché.

Dissipateur thermique pressé
3. La méthode de compactage consiste à empiler un grand nombre de feuilles de cuivre ou d'aluminium, puis à presser des deux côtés et à polir la section. Cette section est en contact avec le cœur de la CPU et l’autre côté est répartie pour servir d’aileron au dissipateur de chaleur. Le dissipateur thermique fabriqué par la méthode de compactage est caractérisé en ce que le nombre d'ailettes peut être beaucoup fait. Et ne nécessite pas de processus élevé pour garantir que chaque ailette puisse maintenir un bon contact (ou se fermer) avec le cœur du processeur. Les ailettes sont également en contact étroit par compression et la perte de conduction thermique entre elles est considérablement réduite. C’est précisément parce que le dissipateur thermique fabriqué par la méthode de compactage comporte de nombreuses ailettes, que son effet de dissipation thermique est souvent bon et que son poids est beaucoup plus léger que le dissipateur thermique traditionnel.

Dissipateur thermique forgé
4. Le procédé de forgeage du radiateur de forgeage est formé en chauffant le bloc d'aluminium et en remplissant le moule à haute pression. Son avantage est que la hauteur des ailettes peut atteindre plus de 50 mm et que son épaisseur est inférieure à 1 mm. Il peut obtenir la plus grande surface de dissipation de chaleur dans le même volume, et il est facile d’obtenir une bonne précision dimensionnelle et une finition de surface en forgeage. Cependant, en raison de la faible plasticité du métal lors du forgeage, la fissuration est facile à produire lors de la déformation et la résistance à la déformation est grande, nécessitant un tonnage important (plus de 500 tonnes). C’est aussi en raison du coût élevé de l’équipement et des moules que le coût du produit est extrêmement élevé, et même de nombreux amateurs d’overclocking ne peuvent se le permettre.

Dissipateur thermique collé
5. Dissipateurs thermiques de type liaison Comme les dissipateurs thermiques traditionnels du type à extrusion en aluminium ne peuvent dépasser la limite d'épaisseur et de longueur des ailettes, il s'agit de dissipateurs thermiques combinés. Ce type de dissipateur thermique est d’abord constitué de tôles d’aluminium ou de cuivre, puis il est combiné sur un dissipateur thermique avec des rainures à l’aide d’une pâte ou d’une brasure thermoconductrice. Les caractéristiques du dissipateur thermique combiné sont que les ailettes dépassent la limite proportionnelle d'origine et que l'effet de dissipation de chaleur est bon. Différents matériaux peuvent être utilisés comme ailettes. Bien entendu, les inconvénients sont également évidents, à savoir que l’utilisation de la pâte thermique et de la soudure pour connecter l’ailette et la base aura un problème d’impédance d’interface. Cela affecte la dissipation de chaleur: pour remédier à ces problèmes, deux nouvelles technologies ont été utilisées dans le domaine des puits de chaleur. Le premier est la technologie de mise en forme des engrenages, qui utilise une pression de plus de 60 tonnes pour combiner la tôle d’aluminium à la base de la tôle de cuivre, et qu’aucun support n’est utilisé entre l’aluminium et le cuivre. D'un point de vue microscopique, les atomes d'aluminium et de cuivre sont reliés entre eux dans une certaine mesure, évitant ainsi complètement les inconvénients de la résistance thermique provoqués par la combinaison cuivre-aluminium traditionnelle et améliorant considérablement la capacité de transfert thermique du produit. La seconde est la technologie de soudage par refusion Le problème le plus important du dissipateur thermique de liaison traditionnel est le problème d'impédance d'interface et la technologie de soudage par refusion constitue une amélioration de ce problème. En fait, le processus de brasage par refusion est presque identique à celui du dissipateur thermique traditionnel, à la différence qu'un four à refusion spécial est utilisé, qui permet de régler avec précision les paramètres de température et de durée de brasage. La brasure utilise un alliage plomb-étain pour effectuer le soudage et le contact total du métal, évitant ainsi les soudures manquantes et les soudures vides. Assurez-vous que la connexion entre l'aileron et la base est aussi étroite que possible, minimisez la résistance thermique de l'interface et réglez le temps de fusion et la température du cuivre de chaque joint de brasure pour assurer l'uniformité de tous les joints de brasure. Cependant, ce four de refusion spécial coûte très cher: les fabricants de cartes mères en utilisent davantage, mais les fabricants de radiateurs l’utilisent rarement.

6. Comparé aux ailettes en aluminium extrudé, le processus de découpe permet de résoudre le problème du rapport épaisseur / longueur des ailettes. Le processus de découpe consiste à utiliser des outils spéciaux pour découper l’ensemble du matériau en couches d’ailettes pouvant atteindre 0,5 mm d'épaisseur. De plus, les ailettes du dissipateur thermique et de la base sont intégrées, de sorte qu'il n'y a pas de problème d'impédance d'interface. Cependant, ce processus de découpe a des effets sur le processus de production: taux élevé de déchets et de qualité, ce qui rend le coût élevé, de sorte que le processus de découpe est principalement orienté vers les puits de chaleur en cuivre.
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