10、鋁-銅復合底散熱器特征及應用

目前隨著計算機的更新換代，CPU散熱問題日益突出，現在使用的鋁散熱器的散熱效率已不能滿足需要。銅的散熱性高于鋁，但純銅散熱器重量大，而且形狀復雜的鰭片制造困難,成本高。由于鋁的材質軟，擠塑成型的生產效率高，且純鋁散熱器重量輕，材料費低，如能把一定厚度的銅板與鋁散熱器的底平面實現焊接，利用銅的快速傳熱性能（銅的導熱系數為鋁的4倍）就可以大大提高散熱器的散熱效果。現在己經有采用粘接的方法把銅板粘貼在鋁散熱器底面上，成為鋁銅復合底散熱器，使散熱器的散熱效果有所提高，但所用的粘貼介質是非金屬材料，由于這層介質的存在，降低了銅鋁間的傳熱性能；

目前市場上還有應用壓扣銅板的方法來提高鋁散熱器的性能,工藝簡單，成本低，但銅-鋁接觸面積不穩定，而且由于銅和鋁表面有氧化膜,對傳熱不利；還有鑄銅復合的鋁散熱器，也可提高散熱器的性能，但制造成本高，工藝復雜。 應用爆炸焊接技術可以實現銅鋁間的無介質連接，而且有結合強度高，在熱處理、機加工等條件下能確保復合層不分離的突出優點。我經過一年的研究和實驗，研制出多種規格的復合底散熱器，銅層厚度為1-5mm，經過初步傳熱性能實驗，研制成功了鋁銅復合底散熱器，是應用爆炸焊接技術，將一定厚度的銅板焊接在成型的鋁散熱器底平面上，爆炸焊接后，我們對爆炸復合的散熱器性能進行了計算和實驗，發現它的銅層厚度、散熱器結構和形狀對散熱性能有不同的影響，實驗中，我們采用爆炸復合3mm厚銅層與扣壓銅板兩種散熱器進行比較，爆炸復合散熱器比扣壓方式的散熱器，在同一環境溫度、運行同一程序和時間等條件下，可降低攝氏5度。

 二、 爆炸焊接的特點： 爆炸焊接，亦稱為爆炸復合，是一種特殊的焊接技術。它是采用炸藥為能源，利用爆炸作用推動兩個或多個金屬體產生高速碰撞來實現焊接的。爆炸焊接的最大特點是能將常規方法無法焊接的兩種金屬材料牢固地焊接在一起。眾所周知，鋁與鋼、鋁與銅、銅與鋼、鈦與鋼等金屬之間的可焊接性很差，常規方法焊接困難，即使采用一些特殊的工藝將之焊接在一起，其焊接質量也往往難于保證。而采用爆炸焊接做到這一點卻很容易，而且結合界面處的抗拉強度通常大于母材強度，焊接界面保持一定的韌性，界面沒有任何中間介質，這些優點是其它方法無法比擬的。

 三、 散熱器性能的實驗測試

實驗1 CPU COOLER 熱阻測試報告
散熱器型號 EC0166（FAN 6015）
復合2mm銅板 轉 速 4300RPM
風 量 18.6CFM 風 壓 3.16mmAq CPU ATHLON XP 1800+
功耗(TDP) 66W 機 箱 標準 ATX 機箱 系統風扇 否

測試環境 恒溫恒濕箱 (35Co) 溫度測試儀器 Agilent 34970A
操作系統 窗口 98SE 使用軟件 KPOWER Ta 44.1 Co Tc 84.87 C 測試時間 1H Rca(c/w) 0.61772 散熱片：爆炸銅-鋁復合散熱器，銅厚度2.0MM

 散熱器長：60MM 中間刨一6.5MM溝放扣具 ，測試結果中熱阻偏大與風扇的風量、風壓有關。再有，散熱片齒不夠多表面積太小也是影響熱阻的因素，

另外：CPU面積太小只有11.2*11.8

 實驗3 CPU COOLER 熱阻測試報告 散熱器型號 EC0166（FAN 6015）銅板加扣具 轉 速 4300RPM 風 量 18.6CFM 風 壓 3.16mmAq CPU ATHLON XP 1800+ 功耗(TDP) 66W
機 箱 標準 ATX 機箱 系統風扇 否 測試環境 恒溫恒濕箱 (35Co) 溫度測試儀器 Agilent 34970A 操作系統 WINDOWS 98SE 使用軟件 KPOWER Ta 44.37Cº Tc 89.53 Cº 測試時間 1H05MIN Rca(c/w) 0.684 純鋁散熱片：鋁擠型與其它相同 長：60MM 中間刨一6.5MM溝放扣具， 銅厚度3.0MM， 銅片用四顆螺釘鎖上,中間涂導熱膏.

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