مبرد سائل لوحدة المعالجة المركزية
مبرد هواء وحدة المعالجة المركزية
مروحة هيكل الكمبيوتر
حالة ITX
حالة البرج المتوسط
حالة البرج الكامل
حافظة صغيرة
مصدر طاقة ATX
مزود الطاقة MICRO ATX
مزود الطاقة الصغير
لصق السمة
01
تكنولوجيا معالجة وتشكيل مشعات وحدة المعالجة المركزية
2024-10-12
من بعض النواحي، تُحدد تقنية معالجة وتشكيل المبرد الأداء النهائي له، وهي أهم دليل على القوة التقنية للمُصنِّع. تقنيات التشكيل الشائعة للمبردات هي في الغالب من الأنواع التالية:
تكنولوجيا بثق الألومنيوم (البثق)
تقنية بثق الألومنيوم تعني ببساطة تسخين سبيكة الألومنيوم إلى درجة حرارة عالية تتراوح بين 520 و540 درجة مئوية تحت ضغط عالٍ، مما يسمح بتدفق سائل الألومنيوم عبر قالب البثق ذي الأخاديد، لتكوين أول جنين للمشتت الحراري، ثم يتم تحويل الجنين الأول للمشتت الحراري إلى مشتت حراري شائع لدينا للقطع والأخاديد وغيرها من المعالجات. تتميز تقنية بثق الألومنيوم بسهولة تحقيقها، وتكلفة معداتها المنخفضة نسبيًا، مما يجعلها مستخدمة على نطاق واسع في السوق منخفضة التكلفة في السنوات السابقة. مادة بثق الألومنيوم الشائعة الاستخدام هي AA6063، والتي تتميز بموصلية حرارية جيدة (حوالي 160 إلى 180 واط/متر كلفن) وقابلية معالجة. ومع ذلك، بسبب القيود المفروضة على مادتها الخاصة، لا يمكن أن يتجاوز سمك وطول الزعانف نسبة 1:18، لذلك من الصعب زيادة مساحة تبديد الحرارة في مساحة محدودة، وبالتالي فإن تأثير تبديد الحرارة لمبدد الحرارة المصنوع من الألومنيوم ضعيف نسبيًا، ومن الصعب التعامل مع وحدة المعالجة المركزية عالية التردد الصاعدة اليوم.
تكنولوجيا صب الألومنيوم
بالإضافة إلى تكنولوجيا البثق الألومنيوم، عملية أخرى تستخدم في كثير من الأحيان لتصنيع المشتتات الحرارية لقالب الألومنيوم، عن طريق صهر سبائك الألومنيوم في شكل سائل، مليئة نماذج معدنية، وذلك باستخدام آلة الصب يموت الصب مباشرة، مصنوعة من المشتتات الحرارية، وذلك باستخدام طريقة حقن الضغط يمكن أن يتم في مجموعة متنوعة من شكل ثلاثي الأبعاد من الزعانف، يمكن إجراء المشتتات الحرارية وفقا لاحتياجات الأشكال المعقدة، ويمكن أيضا أن يتم ذلك مع اتجاه المروحة واتجاه تدفق الهواء مع تأثير تدفق المشتت الحراري، ويمكن أن تجعل يمكن إجراء زعانف رقيقة وكثيفة لزيادة مساحة تبديد الحرارة، والتي تستخدم على نطاق واسع بسبب العملية البسيطة. سبائك الألومنيوم المصبوبة بشكل عام تستخدم على نطاق واسع في ADC12، بسبب قابلية التشكيل بالقالب الجيدة، فهي مناسبة لصنع الصب الرقيق، ولكن بسبب الموصلية الحرارية الضعيفة (حوالي 96 واط / متر كلفن)، والآن يتم استخدام المزيد من الألومنيوم AA1070 المحلي كمادة صب بالقالب، وموصليته الحرارية تصل إلى 200 واط / متر كلفن أو نحو ذلك، ولها تأثير تبديد الحرارة الجيد.
ومع ذلك، فإن المبرد المصنوع من سبائك الألومنيوم AA1070 له بعض العيوب المتأصلة فيه والتي لا يمكن التغلب عليها:
(1) سيؤدي نمط التدفق السطحي المفرط والخبث المؤكسد أثناء الصب إلى تقليل تأثير انتقال الحرارة.
(2) تكون فتحة التكثيف الدقيق الداخلية عالية عند التبريد، ويتم تقليل معدل نقل الحرارة بشكل كبير (K
(3) القالب سهل التآكل، مما يؤدي إلى عمر أقصر.
(4) صب رديء، غير مناسب للصب الرقيق.
(5) مادة ناعمة، وسهلة تغيير الشكل.
مع استمرار تحسين تردد وحدة المعالجة المركزية الرئيسي، من أجل تحقيق تأثير تبريد أفضل، يستمر استخدام عملية الصب بالقالب لحجم المشتت الحراري المصنوع من الألومنيوم في الزيادة، وقد أدى تركيب المشتت الحراري إلى الكثير من المشاكل، وهذه العملية المتمثلة في جعل مساحة التبريد الفعالة للمشتت الحراري محدودة، من أجل تحقيق تأثير تبديد حرارة أفضل من المؤكد أن زيادة حجم هواء المروحة، وزيادة حجم هواء المروحة ستنتج المزيد من الضوضاء.
تكنولوجيا معالجة وتشكيل المشتت الحراري
عملية نوع الانضمام
في هذا النوع من مشتتات الحرارة، تُصنع الزعانف أولًا من صفائح الألومنيوم أو النحاس، ثم تُلصق بقاعدة مشتت الحرارة ذات الأخاديد باستخدام معجون حراري أو لحام. يتميز مشتت الحرارة الملتصق بعدم تقيد الزعانف بالنسب الأصلية، مع تبديد حراري جيد، وإمكانية اختيار مواد مختلفة للزعانف. ومن مزايا هذه العملية أن نسبة دبوس الزعنفة في مشتت الحرارة يمكن أن تصل إلى 60 أو أكثر، مما يُحسّن تبديد الحرارة، ويمكن تصنيع الزعانف من مواد مختلفة.
العيب هو أن استخدام المعجون الحراري وربط اللحام بين الزعانف وقاعدة الواجهة بين مشكلة المعاوقة سوف توجد، وبالتالي تؤثر على تبديد الحرارة، من أجل تحسين هذه العيوب، مجال المشتت الحراري واستخدام تقنيتين جديدتين.
الأول هو إدخال تكنولوجيا الأسنان، وهو استخدام أكثر من 60 طن من الضغط، والألمنيوم مجتمعة في قاعدة النحاس، والاثنان لا تستخدم أي وسيلة بين الاثنين، من وجهة نظر المجهرية للذرتين في درجة معينة من الترابط، وبالتالي تجنب تماما الجمع التقليدي بين الاثنين إنتاج واجهة عيوب المقاومة الحرارية، وتحسين كبير في نقل الحرارة المنتج إلى القدرة.
ثانيًا، تقنية لحام إعادة الانصهار، حيث تُعدّ مشكلة مقاومة الواجهة هي أكبر مشكلة تواجه مشتتات الحرارة التقليدية، وتُعدّ تقنية لحام إعادة الانصهار حلاً لهذه المشكلة. في الواقع، تتشابه عملية لحام إعادة الانصهار ومشتتات الحرارة التقليدية تقريبًا، ما يتطلب استخدام فرن لحام إعادة انصهار خاص، يُضبط درجة حرارة ووقت اللحام بدقة، باستخدام سبيكة الرصاص والقصدير، لضمان تماس كامل بين اللحام والمعدن المراد لحامه، وتجنب تسرب اللحام الفارغ، وضمان تقارب الزعانف وقاعدة اللحام قدر الإمكان، وتقليل المقاومة الحرارية للواجهة، والتحكم في نحاس اللحام في كل نقطة لحام. يُتحكم في وقت ذوبان نحاس اللحام ودرجة حرارة انصهاره لضمان تجانس اللحام، إلا أن هذا الفرن الخاص المُعاد استخدامه مكلف للغاية، حيث يستخدمه مُصنّعو اللوحات الأم بكميات أكبر، بينما نادرًا ما يُستخدم مُصنّعو مشتتات الحرارة. وبشكل عام، تُستخدم مشعات الحرارة التي تعتمد هذه العملية في الغالب في الأجهزة المتطورة والأكثر تكلفة.
عملية الانثناء
تعتمد عملية الثني على طيّ صفائح النحاس أو الألومنيوم إلى زعانف من قطعة واحدة باستخدام آلة التشكيل، ثم تثبيت الصفيحتين القاعديتين العلوية والسفلية باستخدام قوالب ثقب، ثم لحامهما بالقاعدة المعالجة باستخدام آلة لحام انصهار المعادن عالية التردد. بفضل عملية الترابط المستمر، تُناسب هذه العملية مشتتات الحرارة ذات نسبة السُمك إلى الطول العالية، ولأن الزعانف من قطعة واحدة، فإنها تُسهّل استمرارية التوصيل الحراري، حيث يبلغ سُمك الزعانف 0.1 مم فقط، مما يُقلل بشكل كبير من متطلبات المواد ويزيد من مساحة نقل الحرارة ضمن الوزن المسموح به لمشتت الحرارة. لتحقيق الإنتاج الضخم والتغلب على مشكلة معاوقة الواجهة عند توصيل المواد، تعتمد عملية الإنتاج على التغذية المتزامنة للصفائح العلوية والسفلية، وهي عملية آلية ومتسقة، ويُستخدم اللحام عالي التردد لتوصيل الصفائح العلوية والسفلية، أي دمج المواد لمنع حدوث معاوقة الواجهة، مما يُنتج مشتتات حرارية عالية القوة ومتقاربة المسافات. بفضل العملية المستمرة، يُمكن الإنتاج الضخم، ويمكن زيادة كفاءة نقل الحرارة بفضل تقليل الوزن وتحسين الكفاءة بشكل ملحوظ.
عملية التشكيل
عملية التشكيل هي تسخين كتلة الألومنيوم إلى نقطة الانبعاج بعد تسخين كتلة الألومنيوم، باستخدام ضغط عالي مملوء بالقوالب وتشكيلها. ميزتها هي أن الزعانف يمكن أن تصل إلى ارتفاع أكثر من 50 مم، وسمك 1 مم أو أقل، ويمكن أن تكون في نفس الحجم للحصول على أقصى مساحة لتبديد الحرارة، والتشكيل من السهل الحصول على دقة أبعاد جيدة جدًا وتشطيب السطح. ولكن بسبب التبريد، سيكون للتشكيل ظاهرة انكماش الرقبة، بحيث يكون من السهل أن يكون للمشتت الحراري سميكًا ورقيقًا وارتفاعًا غير متساوٍ، مما يؤثر على كفاءة تبديد الحرارة، بسبب اللدونة المنخفضة للمعدن، من السهل أن ينتج التشوه شقوقًا ومقاومة للتشوه، والحاجة إلى حمولة كبيرة (500 طن أو أكثر) من آلات التشكيل ولكن أيضًا بسبب التكلفة العالية للمعدات والقوالب لتكلفة المنتج مرتفعة للغاية. وبسبب التكلفة العالية للمعدات والقوالب، تكون التكلفة مرتفعة للغاية ما لم يتم الإنتاج بكميات كبيرة.
لا يوجد الكثير من الشركات المصنعة لأحواض الحرارة بالتشكيل البارد في العالم، وأشهرها شركة ألفا اليابانية، وشركة تايسول التايوانية، وشركة ماليكو تايي للتكنولوجيا. تكمن ميزة التشكيل البارد في إمكانية تصنيعه في منطقة تبديد الحرارة، بينما يُعدّ بثق الألومنيوم أيضًا حوضًا حراريًا كبيرًا، ولأن عملية تصنيع بثق الألومنيوم تتمدّد، فإن هيكل معدن الألومنيوم يتحمل التمدد الأفقي، بينما يُضغط الساتان البارد رأسيًا، لذا فإنّ التشكيل البارد للحرارة يُمثّل ميزة أكبر، لكنّ عيبه ارتفاع التكلفة، وقلة عدد الشركات المصنعة القادرة على تصنيع وإنتاج هذه التقنية.