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散熱器錫膏的技術特點與分析


 

散熱器焊錫膏技術特點與分析

          東莞市銘上電子科技講述 散熱器錫膏的技術特點與分析,散熱器焊錫膏簡介:散熱器焊錫膏針對散熱器的產品特征,加入特殊助焊劑配方,解決了含鉍錫粉易氧化的特性,同時焊接性強,能在鋁鍍鎳焊接面形成良好的潤濕及錫珠特性,無溢錫和飛濺現象,焊后殘留極少且易清洗。不同類型散熱器對合金潤濕性、合金熔融狀態的流動性及殘

留松香的要求不同,針對具體的散熱器類型設定與其相適應的散熱器焊錫膏溫度曲線可取得

更好的焊接效果。

        散熱器焊錫膏產品特點:

1. 潤濕性能佳,焊接強度好,熱阻低。2. 高活性允許長時間回流,提供充足時間用于形成界面合金,減少溫度波動造成的不良。3. 殘留松香無色,分布均勻,散熱器外觀更佳。

4.適合點涂、絲印、網印等印刷制程要求。5.焊接的強度要求高,導熱性能測試要求良好。

        散熱器的散熱方式:

a、熱傳遞的方式:熱能傳遞有3種方式。分別為“傳導”、“對流”及“熱輻射”。

請注意,傳導與對流表面文字相似,但絕不相同!傳導是指在物體(固體)中傳播的

熱能的傳遞。鋁和鐵的導熱性都很出色。這是傳導。對流是指熱能通過與物體表面接觸

的流體,從物體表面向外傳遞的方式。請大家聯想一下吃熱拉面時的情景。用嘴吹一下,

拉面就會變涼。那就是利用熱對流使熱從拉面表面向吹出的空氣傳遞的結果。輻射是指經

由紅外線、光及電磁波等從物體表面傳遞的方式。被電爐發出的紅外線照射

后,會感到溫暖。這就是熱輻射。太陽的熱量穿過真空宇宙到達地球,這也屬于輻射。

b、電腦CPU 的散熱方式:

我們以電腦的散熱方式來簡單說明一下散熱器的工作原理。在電腦散熱器中主要以三種

方式來散熱:風冷散熱法、水冷散熱法、半導體致冷法。其中風冷式散熱法是目前計算機散

熱使用最多,也是最成熟的方法,拆開您的主機箱,您可以在CPU、顯卡、電源等等各處找

到散熱器的身影。即通過與發熱物體(電腦的CPU 等半導體芯片)緊密接觸的金屬散熱片,

將發熱物體產生的熱量傳導至具有更大熱容量與散熱面積的散熱片上,再利用風扇的導流作

用令空氣快速通過散熱片表面,加快散熱片與空氣之間的熱對流,即強制對流散熱。

 

     散熱器的散熱材料:

1、目前市場上普遍使用的散熱器材料集中在銅、鋁上,從比熱角度看,鋁的比熱為217

/千克.217,銅則為93,也就是說加熱同等重量的鋁和銅,要分別輸入21793卡的能量,

從這個角度看鋁的比熱很具有優勢,這也是為什么目前大多數散熱片都以它為主要原料。而

熱傳導系數也是一個不可低估的指數,從CPU 到散熱片表面的傳導外,散熱片整體的能量分

布如何也是一個很關鍵的問題。鋁為237W/單位長度卡,而銅則為400W/單位長度卡。

2、此外鋁和銅的質量比也是值得我們注意的數字,銅的質量是鋁的三倍,也就是說在相

同體積情況下,銅的單位重量將是鋁的三倍。雖然銅的比熱沒有鋁好,但是它可以在較小的

面積上實現更高的密度,如果簡單用鋁的比熱217和三倍它的銅的比熱93*3=279計算就會發

現,銅在相等面積上的優勢,而且銅的熱傳導系數又高達400W/單位長度卡,幾乎是鋁的一倍,

所以目前散熱片往往銅的效果更好。

3、但是這并不代表銅將一統天下,鋁仍有自己的位置,除了低端產品仍然使用鋁外,即

便是銅散熱片,也離不開鋁的參與。因為鋁的質量輕,如果整個散熱片都是用銅,那無疑極

度沉重,很難做出大的表面積給風扇作熱對流,而鋁小質量大面積,熱傳導性能也不錯的特

性,使得鋁往往成為銅的配角。所以銅鋁合體的散熱片成為了兩個集合的優化組合,從而產

生了兩種金屬的結合問題,即通過異性金屬用散熱器錫膏接合。

4、采用鍍鎳工藝的原因:

1)鋁材在空氣中表面易形成氧化鋁薄層,氧化鋁十分穩定,使得難以進行優質焊接,

采用鍍鎳工藝在鋁材表面形成鎳薄層提高了可焊性。

2)在某些銅鋁結合得模組上,銅表面也采取鍍鎳工藝,主要目的是外觀協調的需要,

還可取得防止銅表面氧化的效果。

鍍鎳工藝無疑提高了散熱模組的生產成本,模組廠家有減少鍍鎳工藝的意愿,但目前市場上

還沒有可用于鋁不鍍鎳散熱器優質焊接的錫膏,有其技術上的原因。

五、散熱器的焊接:

1、散熱器焊接原理:

釬焊是采用熔點比母材熔點低的釬料,操作溫度采取低于母材固相線而高于釬料液相線

的一種焊接技術。釬焊時釬料熔化為液態而母材保持為固態,液態釬料在母材的間隙中或表

面上潤濕、毛細流動、填充、鋪展與母材相互作用(溶解、擴散或產生金屬間化物)。冷卻凝

固形成牢固的接頭,從而將母材聯結在一起。

使用錫基焊料(SnPb/SnBi/SnAgCu/SnCu)進行回流焊是散熱模組焊接的一個實例。與其

他散熱模組組裝方法相比有明顯的優勢。聯結面為金屬,更緊密,強度高,熱阻更小,可以

用于加工復雜精致的模組。熱管技術的推廣也促進回流焊技術在散熱模組組裝上的應用。

2、散熱器焊接常識:

A、銅的導熱系數比鋁合金高將近一倍。

B、銅密度大,易吸熱,銅板做為散熱母材是首選。

C、銅鋁結合方式,焊接面的質量直接影響散熱效能。

D、熱管屬一種傳熱元件,只有導熱能力,而無法進行散熱。

E、熱管傳遞熱量的效率很高,導熱系數比單一材質要高幾個數量級。

F、熱管的熱端需接觸銅板有熱阻,冷端需要散熱,散熱鰭片與熱管之間又是一個接觸熱

阻,也就是說,為了利用熱管優良的導熱能力,至少需要付出兩個接觸熱阻的代價。

散熱器焊錫膏就是要利用不同的組裝工藝解決這些問題。

3、焊接常用設備:

A.回流爐焊接:熱風對流式回焊爐是最理想的散熱器焊接設備。不但有較先進的溫控和

速控系統,還有很好的風扇冷卻裝置,甚至可以測溫度曲線,較容易滿足焊錫膏回流要求。

B.烤箱焊接:烤箱加熱時主要從左右兩面吹送熱風,產品受熱也是一個靜態過程,擺放

產品位置不同受熱也不一樣,而且沒有冷卻裝置,溫度控制效果一般

C.自制工業烤爐焊接:自制的工業烤爐大部分沒有熱風扇,溫度控制能力很差,速度也

不好調整,能效利用率極低,生產量不均衡時極易造成焊接問題,有一些裝有水冷系統。

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