電子機器の小型化がますます進む一方で,より多機能・高性能化のニーズがパッケージレベルの外形寸法の縮小に拍車をかけ,電力密度が急速に高まっている。

チップ実装プロセスとTDPです

装置の小型化はコスト削減の観点から来ており、放熱ソリューションは直接製品の重量、体積、コストを増加させ、何の機能効果もありませんが、製品の信頼性を提供します。部品の温度を一定の範囲内に抑えることは、ある設計の許容範囲を決める通行基準であり、効率的な放熱は、電子製品の安定的な運転と長期的な信頼性にとって重要です。

一方で、装置が小型化した結果、設計マージンが少なくなり、過剰な設計への耐性が低下しています。一方、小型化の全体的な傾向はますます乱雑で復雑な幾何学モデルを生み、製品中の机械成分と電子成分の緊密な集積を深め、その結果、流働空間が大幅に圧縮され、対流放熱の範囲を制限し、熱設計の中心物質である放熱器の構造がより復雑になった。

放熱器は電子設備の熱設計で最もよく使われる放熱強化部品で、その強化原理は熱交換面積を増やすことで、設計時一般に発熱源の熱流密度、発熱部材温度要求、製品内部空間寸法、放熱器の取り付け及び外観設計などの要求を考慮しなければなりません。

放熱器の性能の表現は材質、幾何学寸法、底の平面度、熱抵抗、表面処理、取り付け締付方式と作業環境の温湿度などの多くの要素の影響を受けます。

1-放熱器の材質     

放熱器の主の材料は：アルミニウム、アルミ合金、銅、鉄など。アルミニウムは自然界の中で最も豊富な金属元素を貯蔵して、しかも質量が軽くて、抗腐食性が強くて、熱伝導率が高くて、非常に放熱器の原材料として適します。アルミニウムの中でいくつかの金属を加えてアルミニウム合金を形成して、大幅に材料の硬度を高めることができます。グラファイトは、金属材料としての導電性や熱伝導性、有機プラスチックのような可塑性を持ち、電子や通信、照明などへの応用が進んでいます。

2-放熱器製造のプロセス

放熱器の加工プロセスは主にCNC、アルミ押出し、二番取り、などがあります

アルミ押出し：アルミ押出し型の放熱器はアルミ錠を460℃ぐらいまで加熱して、高圧の下で半固体アルミニウムを流れさせて溝のある押出しの金型、放熱器の初期形状を押し出して、その後更に切断と加工を行います。アルミ押出しのプロセスは正確に放熱器の平面度などの寸法要求を保証できないので、通常は後からさらに再加工の必要が有ります。

二番取り：二番取りは、長いストリップの金属板(通常はアルミニウム合金や銅合金)を、二番取り加工機を使用して特定の角度で材料を切断してスライスし、補正を行い、繰り返し切削して、配列されている翼の構造を形成します。

歯を挿し：歯を挿して放熱器の加工は歯片をラジエータ基板の中に挿入するので、ゴム溶接、ロウ付けやプレスなどの方式を利用して歯片と下地を接続します;歯を挿して放熱器の歯片と基底結合は非常に重要で、もし処理を誤ると、一定の接触熱抵抗を形成して、放熱性能に影響を与えることがあります。

３-放熱器の表面処理

アルミニウム合金は空気中で酸化しやすいです(アルミナ膜を形成)が、このような自然酸化層は緻密ではなく、腐食に強い、汚染しやすい;美しさ、耐腐食性と放熱性能の向上などの要件に基づいて、金属放熱器は表面処理を行う必要があります、一般的な表面処理プロセス:陽極酸化、ブラスト、化学ニッケルめっきやラッカーなど。

陽極酸化：陽極酸化の原理は実質的に水電解で、アルミニウムやアルミニウム合金を陽極にして誘電体溶液の中で、電解作用を利用してその表面にアルミナ薄膜を形成させるプロセスはアルミニウムやアルミニウム合金の陽極酸化処理と呼ばれます;陽極酸化を行った後の放熱器の表面は率を放出して高めて、熱放射の放熱能力が少し増強します;陽極酸化はアルミ/ジュラルミンの色を維持・変化させることができ、ラジエータに多いのは黒の陽極酸化です。

ブラスト：ブラストは圧縮空気を使用して、高速の砂の流れの沖撃作用を利用して放熱器の表面をきれいにすることです。表面への沖撃と切削作用により、放熱器表面の錆皮など一切の汚物をきれいにするだけでなく、製品表面に均一な金属光沢を出すことができます。

化学ニッケルをめっきする：化学ニッケルめっきは、ニッケル合金を水溶液から物体の表面に沈殿させるプロセスです。その特徴は表面の硬度が高くて、摩耗に強い性能、めっき層の均一な美しいことと腐食に強い能力などです;銅とアルミは直接溶接できないため,化学ニッケルをめっきしてからはんだ付けなどで溶接します。

ラッカー：ラッカーは高温(280℃~400℃)を通じてラジエータの表面に特フッ素の高性能の特殊な塗料を添加して、放熱器の表面は粘性がなくて、耐熱性、耐湿性、耐摩耗、耐腐食性などの特徴があります;伝統的な塗装工芸に比べて、美観上と熱伝導性の上でラッカーはすべて優位を占めて、しかし熱管ラジエータは高温のために容易に膨張して変形して、だからラッカーを焼く時特別に低温ラッカーの形式を採用する必要があります。

処理しなければならない電力がますます高まるにつれて、放熱器はヒートパイプ、フィンなどのデバイスと組み合わせて性能のより高い放熱モジュールを構成し始めて、しかも放熱効率のより高い水冷放熱器が現れます。

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