10、铝-铜复合底散热器特征及应用

目前随着计算机的更新换代，CPU散热问题日益突出，现在使用的铝散热器的散热效率已不能满足需要。铜的散热性高于铝，但纯铜散热器重量大，而且形状复杂的鳍片制造困难,成本高。由于铝的材质软，挤塑成型的生产效率高，且纯铝散热器重量轻，材料费低，如能把一定厚度的铜板与铝散热器的底平面实现焊接，利用铜的快速传热性能（铜的导热系数为铝的4倍）就可以大大提高散热器的散热效果。现在己经有采用粘接的方法把铜板粘贴在铝散热器底面上，成为铝铜复合底散热器，使散热器的散热效果有所提高，但所用的粘贴介质是非金属材料，由于这层介质的存在，降低了铜铝间的传热性能；

目前市场上还有应用压扣铜板的方法来提高铝散热器的性能,工艺简单，成本低，但铜-铝接触面积不稳定，而且由于铜和铝表面有氧化膜,对传热不利；还有铸铜复合的铝散热器，也可提高散热器的性能，但制造成本高，工艺复杂。 应用爆炸焊接技术可以实现铜铝间的无介质连接，而且有结合强度高，在热处理、机加工等条件下能确保复合层不分离的突出优点。我经过一年的研究和实验，研制出多种规格的复合底散热器，铜层厚度为1-5mm，经过初步传热性能实验，研制成功了铝铜复合底散热器，是应用爆炸焊接技术，将一定厚度的铜板焊接在成型的铝散热器底平面上，爆炸焊接后，我们对爆炸复合的散热器性能进行了计算和实验，发现它的铜层厚度、散热器结构和形状对散热性能有不同的影响，实验中，我们采用爆炸复合3mm厚铜层与扣压铜板两种散热器进行比较，爆炸复合散热器比扣压方式的散热器，在同一环境温度、运行同一程序和时间等条件下，可降低摄氏5度。

 二、 爆炸焊接的特点： 爆炸焊接，亦称为爆炸复合，是一种特殊的焊接技术。它是采用炸药为能源，利用爆炸作用推动两个或多个金属体产生高速碰撞来实现焊接的。爆炸焊接的最大特点是能将常规方法无法焊接的两种金属材料牢固地焊接在一起。众所周知，铝与钢、铝与铜、铜与钢、钛与钢等金属之间的可焊接性很差，常规方法焊接困难，即使采用一些特殊的工艺将之焊接在一起，其焊接质量也往往难于保证。而采用爆炸焊接做到这一点却很容易，而且结合界面处的抗拉强度通常大于母材强度，焊接界面保持一定的韧性，界面没有任何中间介质，这些优点是其它方法无法比拟的。

 三、 散热器性能的实验测试

实验1 CPU COOLER 热阻测试报告
散热器型号 EC0166（FAN 6015）
复合2mm铜板 转 速 4300RPM
风 量 18.6CFM 风 压 3.16mmAq CPU ATHLON XP 1800+
功耗(TDP) 66W 机 箱 标准 ATX 机箱 系统风扇 否

测试环境 恒温恒湿箱 (35Co) 温度测试仪器 Agilent 34970A
操作系统 窗口 98SE 使用软件 KPOWER Ta 44.1 Co Tc 84.87 C 测试时间 1H Rca(c/w) 0.61772 散热片：爆炸铜-铝复合散热器，铜厚度2.0MM

 散热器长：60MM 中间刨一6.5MM沟放扣具 ，测试结果中热阻偏大与风扇的风量、风压有关。再有，散热片齿不够多表面积太小也是影响热阻的因素，

另外：CPU面积太小只有11.2*11.8

 实验3 CPU COOLER 热阻测试报告 散热器型号 EC0166（FAN 6015）铜板加扣具 转 速 4300RPM 风 量 18.6CFM 风 压 3.16mmAq CPU ATHLON XP 1800+ 功耗(TDP) 66W
机 箱 标准 ATX 机箱 系统风扇 否 测试环境 恒温恒湿箱 (35Co) 温度测试仪器 Agilent 34970A 操作系统 WINDOWS 98SE 使用软件 KPOWER Ta 44.37Cº Tc 89.53 Cº 测试时间 1H05MIN Rca(c/w) 0.684 纯铝散热片：铝挤型与其它相同 长：60MM 中间刨一6.5MM沟放扣具， 铜厚度3.0MM， 铜片用四颗螺钉锁上,中间涂导热膏.

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