關鍵詞:5G,TIM熱界面材料,散熱技術,液體金屬,導電材料,膠粘技術
摘要:超薄均熱板廣泛應用于移動電子產品,隨著5G產品的普及,電子產品功率器件的熱流密度越來越大,超薄均熱板成了移動電子產品導熱的關鍵器件。綜述了當前超薄均熱板的發展現狀,以及超薄均熱板研究過程中遇到的問題。還論述了未來超薄均熱板的發展方向是輕質材料和新的制造工藝應用,輕質材料超薄均熱板在未來將取代銅質均熱板,屆時移動電子產品將迎來散熱器的升級換代。
隨著電子技術的發展,移動電子產品和高端電子產品越來越普及,電子產品的體積越來越小,目前已存在的高導熱材料,如普通的銅、鋁型材散熱器件已經無法滿足電子器件高熱流密度傳熱的需求。在電子、通訊、航空航天、自動化機械設備等領域,隨著 5G 產品的問世,移動電子產品對高精度超薄散熱器件的要求越來越高。5G 高速大容量數據處理時,手機終端會產生超高的熱量,需要有更好的導熱器件來滿足高熱流密度的傳熱需求,散熱問題成為制約高端電子器件發展的核心要素之一。
相變導熱是當今效率最高的導熱方式,均熱板是相變導熱方式的典型產品,也是解決當前電子芯片高熱流密度問題的最佳方式,如圖1所示,它依靠液體汽化和凝結過程的汽化潛熱來實現熱量傳遞。相變傳熱元件的熱導率遠超傳統散熱器件的熱導率,其熱導率(大于5000 W/(m2·℃)可以達到傳統導熱方式的幾十倍以上(空氣對流、液體對流的導熱系數分別為10~100,100~1000 W/(m2·℃)[2],目前已經廣泛應用在高端顯卡、筆記本電腦、服務器、智能手機上。
均溫板又稱均熱板,簡稱VC(Vapor chamber)板,它利用密封空間內的冷卻工質相變蒸發而將熱量迅速擴散到腔體,在冷凝端,工質冷凝為液體后,通過毛細力、重力又回流到熱源端。均熱板和微熱管就是這種典型的相變導熱器件,其傳熱性能是自然界導熱材料的幾十到幾百倍。由于其良好的導熱性能,被廣泛應用于高熱流密度的電子芯片散熱,如智能手機芯片、筆記本和大部分電腦的CPU/GPU等,而傳熱性能更好的均溫板則廣泛應用于服務器芯片和智能手機芯片,由于VC板為二維面與面熱傳導,與熱管為一維線性的熱傳導相比,均溫板熱傳遞的效率更高。
一
均熱板國內外の研究現狀
電子產品中,芯片和整個產品體積都越來越小,為了提高散熱效果,筆記本電腦、服務器、高端顯卡等均采用相變導熱器件。目前,智能手機主流的導熱元器件是石墨片和銅片的組合,如華為采用了高導熱性能的合金,但隨著芯片性能的提高,傳統的導熱材料越來越難以滿足性能要求,目前華為、三星等在其高端手機中率先使用了超薄熱管導熱技術,取得了良好效果。目前超薄熱管和均熱板也只有少數企業掌握,如奇宏、雙鴻、超眾、健策、泰碩等,一般中小散熱產品廠商還不能生產超薄熱管和超薄均熱板。目前均熱板其材質主要采用銅質,對于鋁質材料的熱管和均熱板,目前學術界研究的成果還非常少,可以查閱的文獻不多。通常情況下,一般把總厚度2 mm以下的均熱板稱為超薄均熱板,當均熱板厚度下降到一定程度時,其蒸發腔的熱阻將大幅度上升,傳熱效率也因均熱板厚度減小而降低,如圖2所示[2]。因市場電子產品的體積越來越小,尤其是智能手機,其機體總厚度往往下降到8 mm,市場迫切需要超薄均熱板,尤其是總厚度0.8 mm以下的均熱板和熱管,這樣的超薄均熱板和熱管其內部腔體厚度已經下降到了極限,導致蒸汽腔的熱阻陡然上升,因此均熱板熱質傳遞特性與均熱板隨厚度之間的關系,成為近年來學術界研究的熱點。均熱板腔內不易觀察,并且工質相變及流動較為復雜,這會加大因均熱板厚度減小而帶來的熱質傳遞特性,以及對工質流動特性影響的研究難度。
學術界對普通銅質均熱板的研究比較深入,大多數文獻集中在均熱板的成形工藝、吸液芯結構優化、工質傳輸特性及制造工藝改善研究等方面。LU等[1]對用于汽車的LED車燈三維均熱板的熱性能進行了試驗研究,提出了一種三維均熱板結構,可以安裝在空間非常有限,且熱負荷較高的場合,所提出的三維均熱板可以看作是扁平熱管和圓形均熱板的組合。對不同加熱方式以及三維均熱板的熱性能、功率分布特性、溫度分布和熱阻的影響進行了系統研究。實驗結果表明,在相同的總熱負荷下,兩側加熱的三維均熱板比一側加熱的均熱板熱性能好。李聰[2]的研究表明,電子產品集成度越來越高,均熱板內工質流動阻力隨著VC板厚度的減小而增大,傳熱性能與最大傳熱極限也急劇下降。李聰[2]分析了在不同熱負荷下,因蒸汽腔厚度變化,VC板工質在蒸汽腔和吸液芯中的流動傳熱特性也隨著變化。實驗表明,超薄VC板傳熱總熱阻隨蒸汽腔厚度變化呈一定規律性變化,當蒸汽腔厚度減小到0.3 mm時,超薄VC板的傳熱熱阻會陡然上升,如圖2所示[2],當蒸汽腔厚度減小到0.1 mm后,蒸汽腔的熱阻將達到總熱阻的80%以上,這些實驗數據為修正熱阻網絡模型提供了有力支撐,同時也證明了蒸汽腔厚度要有一定限度,不能無限減小。SIVANAND等[3]建立了一個數值模型以獲得有效的吸液芯熱導率,它是微柱直徑、柱間距和柱高度的函數。微柱直徑越小,柱間距越小,吸液面積越大,有效吸液芯熱導率越大。為了解決超薄VC板傳熱性能下降的問題,以流體相變熱質傳遞理論為基礎,GAN[4]對不同冷卻條件下,具有復合吸液芯結構的薄型均熱板進行了實驗分析研究,為了提高在高熱流密度條件下均熱板的熱性能,開發了腔體具有泡沫銅均熱板(CFVC)和銅絲網結構的均熱板(CMVC)。湯勇等[5]指出電子產品不斷朝著高性能化與輕薄化方向發展,傳統的圓柱型微熱管滿足輕薄型電子設備的散熱要求,而體積更小、質量更輕、厚度更薄的超薄微熱管才是目前熱管的重要發展方向和研究熱點。GAURAV等[6]的研究表明,對于薄型VC板散熱器的瞬態熱響應,決定瞬態熱響應的3個關鍵要素為蒸汽腔的總熱容量決定腔體平均溫度的增長率,有效平面擴散率決定了空間溫度到初始值所需的時間,蒸發芯的平面擴散率決定了空間溫度變化范圍。KALIND等[7]對不同工況條件下VC板最小熱阻設計時的吸液芯和工質的選擇作了系統研究,VC板的熱阻主要由穿過蒸發器的吸液芯傳導性和蒸發核心飽氣溫度的梯度決定,這兩種主要熱阻的相對貢獻隨VC板工作條件和幾何形狀的變化而劇烈變化。SIVANAND等[8]研究表明,因為有冷凝劑相變的作用,熱管和VC板才成為高效的散熱器件,蒸發器的設計至關重要,這種高性能特點是通過高散熱能力和低熱阻來實現的,過去學術界做了大量的實驗和建模研究,主要集中在不同幾何形狀的蒸發器絲網的設計方面,但同時優化熱流密度和熱阻的系統研究非常有限。SIVANAND等[8]開發了一個綜合模型,它考慮了這兩個方面,為蒸發器微管絲網結構的設計提供了指導。與以前的分析模型相比,采用新開發的數值模型可以更好地捕捉毛細限制的散熱[9]。SOO等以去離子水為介質,對基于晶圓硅片的薄VC板(TVC)的熱特性進行了分析,實驗測量了多種薄VC板的最大傳熱速率、最大溫度和熱阻。SONGKRAN 等[10]完成了10種不同結構、不同工質填充率的VC板熱阻特性研究,結果顯示,這項研究能夠給出一個指導策略,幫助設計人員以最優 的VC板填充率獲得最小的VC板熱阻。SONGKRAN[11]研究了依靠空氣冷卻的VC板的熱性能提升問題,這種VC板內部的微通道散熱器具有多孔燒結吸液芯,從獲得的實驗結果可以看出,與沒有多孔燒結吸液芯的VC板相比,有多孔燒結吸液芯對毛細力的增加有顯著影響,從而導致較高的導熱速率,因此,氣冷式VC板的微通道內具有多孔燒結吸液芯,其導熱性能比無多孔燒結吸液芯的VC板高出20%。LIU[12]為了驗證復合柱的優越性,測試系統對VC板在不同傾角下的熱性能進行了評估。在本參數研究中,填充率分別為70%和100%,燒結層的氣孔率分別為0%,50%,95%,熱負荷在6~96 W之間變化,實驗結果表明,復合柱的包層提高了毛細管極限,并有助于工質抵抗重力的影響,增進循環流動,最終拓寬了VC板的適應性。
GAURAV[13]建立了VC板熱傳輸的三維瞬態時間步進分析模型。ZENG[14]對一種具有凹入腔陣列微溝槽吸液芯結構的鋁質VC板進行了熱傳遞性能實驗研究,這種VC板要求器件質量輕、體積小,可實現對大功率電子器件的有效熱管理。周文杰[15]設計了多種不同的VC板,用了上下扣合結構制作的鋁粉燒結型VC板吸液芯,腔內采用銅支撐柱與銅粉燒結支撐柱,增強了均熱板的強度。周文杰[15]還通過改變均熱板吸液芯的孔隙率,測試了不同參數下的均熱板蒸發表面與冷凝表面的均溫性、均熱板的熱阻值及最大傳熱功率[15]。黎子曦[16]對3種吸液芯結構進行了比較,如圖3所示,并設計了一種2.5 mm厚度的均熱板,蒸發端吸液芯采用具有多干道三維形狀的銅粉絲網復合燒結結構,而冷凝端吸液芯采用絲網燒結結構(CMVC)和泡沫銅燒結結構(CFVC),筆者還通過制定工藝路線,調整工藝參數,完成了對超薄均熱板制造工藝的優化。HAO[17]對一種新型電子散熱用鋁質平板熱管的傳熱性能進行了實驗研究,在不同的氣流速度下進行了各種性能試驗,以蒸餾水和丙酮為工質,觀察了參數變化對平板熱管穩態傳熱特性的影響。實驗結果表明,填充率和真空度對平板熱管的熱性能有顯著影響。與蒸餾水和丙酮的冷卻性能相比,丙酮的平板熱管冷卻組件在相同的填充率下具有更強的散熱能力。日本富士通公司SHIOGA研制了超薄環路熱管[18],用于智能手機和平板電腦的熱管理,它的外殼為0.1 mm的銅片,并用激光刻蝕制作出溝槽型吸液芯,如圖4所示,其整體厚度僅為0.6 mm,并采用紅外攝像儀對其傳熱性能進行了熱測試。
上述都是在以銅質材料為基礎進行的研究,成果較多。學者李聰[2]對超薄均熱板的研究比較深入,涉及到吸液芯液膜蒸發模型、傳熱傳質模型的數值分析,提出了改進數值仿真計算模型,但未涉及到超薄均熱板的焊接工藝,且采用的材料為銅薄板。李聰還對薄型VC板進行了實驗分析研究,對不同冷卻條件下,具有復合吸液芯結構的薄型均熱板進行了實驗分析研究,為了提高在高熱流密度條件下均熱板的熱性能,開發了腔體具有泡沫銅的均熱板(CFVC)和銅絲網結構的均熱板(CMVC),所采用的材料均為銅質,沒有涉及到新型的輕質材料。周文杰[15]采用的仍然是銅質材料的VC板,黎子曦[16]涉及到超薄均熱板的生產工藝研究,但是其研究是以2.5 mm厚度為研究對象,這樣厚度的VC板很難應用于移動電子產品,而且采用的材料仍然是傳統的銅質材料。
二
輕質材料超薄均熱板の研究現狀
隨著先進制造、綠色制造等先進理念深入人心,學術界加大了輕質材料焊接工藝的研究,如李維偉[19]對5083鋁合金擴散焊接工藝進行了研究。鋁合金焊接的困難在于鋁合金表面氧化膜的存在,阻礙了原子的擴散,因此如何去除鋁合金的氧化膜,并防止氧化膜的二次產生是鋁合金擴散焊接的關鍵要素。李維偉[19]用砂紙打磨后,采用化學方法處理5083鋁合金,去除鋁合金的氧化層,并在試樣上涂上一層保護劑,并將其放入真空環境,然后按照預先設定的參數進行擴散焊,實驗表明,5083鋁合金在一定工藝參數條件下,擴散焊是可行的,保溫時間相同、溫度不同情況下,兩鋁合金擴散焊界面晶相如圖5所示[19],溫度不同時,晶粒的大小也明顯不同,從圖5可以看出,溫度上升,晶粒的直徑會增大,擴散焊實驗從490℃開始,保溫時間均為2.5 h,每增加10℃記錄一次,在490℃情況下,經過2.5 h后,仍然可以清晰地看出兩個鋁合金材料的分界面,隨著溫度上升,分界面逐漸模糊,直到溫度上升到550℃時,分界面完全消失,兩鋁合金完全融合,焊接牢固了。
這個實驗說明,鋁合金焊接采用擴散焊方法是可行的,缺點是耗時長,效率低。于前[20]采用真空擴散焊對AZ91鎂合金/7075鋁合金進行了擴散連接,對焊接接頭進行金相顯微組織分析,并利用顯微硬度計和微機控制電子萬能試驗機對接頭界面擴散區的顯微硬度和接頭抗剪強度進行分析。研究結果表明,焊接溫度和保溫時間對接頭抗剪強度有顯著影響,在連接溫度為470℃,保溫時間為60 min時,過渡層寬度為34.36 μm,接頭抗剪強度達到最大值49.8 MPa。牛志偉[21]對鋁合金6063微流道散熱板采用了真空擴散焊,并研究了鋁合金擴散焊界面的組織形態及界面結合力,以及擴散焊接頭的微觀組織及力學性能。李琪[22]研究了鋁合金水冷板擴散焊工藝,采用真空擴散焊的方法焊接6061鋁合金,用萬能試驗機測試焊接接頭的抗拉強度,用光學顯微鏡分析焊后接頭的顯微組織.在焊接溫度為530℃、保溫時間為7 h和焊接壓力為3.5 MPa的條件下,擴散焊接頭的抗拉強度達到最大值137.3 MPa;擴散焊水冷板在2 MPa、保壓1 h的情況下水壓檢測無泄漏,鋁合金變形量不大于0.5%。采用真空擴散焊工藝實現了6061鋁合金水冷板的可靠焊接[22]。劉曉辰[23]提出了一種新型燒結擴散焊接技術,對比并分析了其與傳統粉末燒結、擴散焊接和其他密封連接技術的區別與聯系。M. Elsad等[24]研究了焊接壓力對鋁/銅擴散焊接頭組織的微結構和力學性能的影響,脈動壓力通過破壞金屬結合表面的氧化層來顯著改善擴散結合過程,同時增加焊接壓力會對反應層產生更多的擠壓變形(擠壓效應),其目的是通過控制鍵合壓力(焊接壓力)來改善鋁-銅接頭的原子擴散和力學性能,溫度(600℃)和時間(60 min)保持不變,而鍵合壓力在5~12.5 MPa之間變化。M. Elsad對接頭的冶金和力學性能進行了研究。研究結果表明,在5~12.5 MPa的壓力范圍內,接頭處生成了一個無氧化物的結合界面。鍵合壓力的升高(5~12.5 MPa)增加了鋁/銅界面之間的結合強度(78.39~108.47 MPa)和擴散深度(11.32~20.87 μm)。
李文東[25]為了提高雷達天線組件的成品率,采用釬焊和釬焊-擴散焊復合連接的方法,對3A21鋁合金多層結構進行了焊接試驗研究。通過掃描電鏡、能譜和X射線衍射對接頭組織形貌及成分進行了分析。結果表明,與釬焊對比,釬焊-擴散焊復合方法所得接頭質量較好,接頭焊縫微觀組織主要包括蜂窩狀的Al基體、塊狀Al-Si相和初晶Si等,母材與釬料之間Si,Mg,Mn元素已充分擴散均勻。通過對接頭剪切試驗和斷口進行分析,結果表明,在一定范圍,接頭剪切強度隨擴散時間及壓力的增大而增大,最高抗剪強度達81 MPa。接頭斷口表面形貌為脆性斷口,斷口表面有很多呈河流花紋狀的相對平坦的解理面和少量韌窩。采用釬焊-擴散焊復合方法所得焊件變形量小于0.02 mm,滿足變形量要求。黃本生[26]論述了泡沫鋁兼具結構與功能特性,為充分發揮泡沫鋁的各種性能,常將其與致密金屬進行復合得到三明治結構,以提高其綜合力學性能并降低成本。三明治結構的連接方法眾多,而焊接手段是最可靠的連接方式。首先介紹了泡沫鋁的性能特點及焊接難點,綜述了其焊接方法,包括常規電弧焊、激光焊、釬焊、擴散焊、攪拌摩擦焊、等離子焊以及超聲波焊,再對各工藝的局限性進行闡述,最后對泡沫鋁連接件焊接工藝的發展方向進行了淺析。Abdolhamid[27]在壓力為29 MPa、不同焊接溫度和焊接時間下,采用擴散焊技術連接7075鋁合金和AZ31B鎂合金。對樣品界面進行掃描電鏡觀察、剪切測試和顯微硬度測試來研究焊接溫度和焊接時間對可焊性的影響。結果表明,7075鋁合金/AZ31B鎂合金復合板材被很好地連接在一起,且在焊合區形成金屬間化合物如Al12Mg17和Al3Mg2。由于晶粒粗化和脆性化合物的形成,升高焊接溫度和延長焊接時間會導致剪切強度降低和界面焊接硬度增加。450℃下焊接120 min得到的擴焊接接頭具有最小的剪切強度(15 MPa)和最大的顯微硬度(HV176)。提高焊接溫度且選擇合適的焊接時間能顯著提高焊接界面層厚度。將焊接溫度從430℃提高到450℃,焊接時間為120 min時,焊接界面層厚度增加了26%,而當焊接時間為60 min時,界面層厚度增加了6%。
三
當前超薄均熱板研究存在の問題
1)超薄均熱板良品率低。均熱板總體厚度下降到0.8 mm后,其整體強度差,容易變形,上下蓋板封裝焊接困難,且制作良品率低等,封裝焊接工藝有待突破。2)采用鋁鎂材料的均熱板制作工藝研究不足。因為鋁鎂合金的表 面極易氧化,焊接困難。目前主要采用氣氛擴散焊工藝,但是對于超薄型輕質材料的擴散焊接,目前的研究成果還非常少,尤其是對材料壁厚度為0.2 mm鋁合金材料的焊接,幾乎是空白,沒有可查閱的文獻[19—22]。3)超薄均熱板吸液芯需進一步優化,需要進一步優化吸液芯結構,以及汽腔和液腔的最佳比例,以及制造過程中如何穩定地控制汽腔和液腔的比例,保證良品率的提升[24]。4)傳統數值仿真模型誤差大。超薄化對VC板傳熱帶來的熱質傳遞特性變化研究不足,文獻比較少。因均熱板厚度減小,外殼層的厚度、蒸汽腔以及吸液芯的厚度都會減小。均熱板結構抗變形能力隨著殼厚度的減小而減弱,蒸汽腔厚度的減小也增大了工質蒸發形成的飽和氣態工質向冷凝端流動的壓力損失,而吸液芯厚度的減小造成了工質在吸液芯結構中從冷凝端向蒸發端回流通道的流動壓力損失增大。均熱板的厚度并不是越小越好,而超薄均熱板的熱質傳遞特性理論分析的研究文獻較少[2]。5)需要新的超薄均熱板成形工藝。均熱板厚度下降到0.8 mm以后,往往上下蓋板壁厚只有0.1~ 0.15 mm的厚度,極容易變形,抗彎性差,制造過程中就需要成本低廉,且成熟有效的成形工藝。
四
未來超薄均熱板の發展趨勢
隨著5G產品的推廣,對超薄均熱板的需求越來越旺,產品輕量化,綠色制造也是大勢所趨。
4.1 5G 產品拉動超薄均熱板需求
2016~2020年全球5G設備年復合增長率高達32%,隨著5G網絡的建設完善,更多投入應用的5G設備需要應對高速運行帶來的高熱問題,5G拉動了對散熱產品的需求。據德勤預計,2020年全球5G手機銷量預計達1500萬~2000萬部,2021年預計突破1億部。未來手機功能更加多樣化,需要芯片應對復雜的工況環境,能耗熱管理是5G智能手機面對的難題之一,只有性能更好的超薄型均熱板才能破解熱管理問題。
4.2 超薄均熱板逐步輕質化
鋁合金的密度只有2.7 g/cm3,銅的密度為8.9 g/cm3,銅材是鋁合金的3倍多,面對全球性能源危機的現狀,越來越多的研究人員提出,輕量化是能源危機的完美解決方案。鋁鎂合金焊接難度大,超薄鋁鎂合金焊接難度更大,屬于高端制造,學術界對鋁鎂合金均熱板制造工藝的研究極少,對超薄鋁鎂合金均熱板焊接工藝的研究幾乎是空白。
移動電子產品向高端化方向發展,研制先進的超薄鋁鎂合金均熱板制造工藝意義重大,是未來實現先進制造的發展方向,尤其是便攜式和移動式電子產品,輕量化制造非常關鍵,因此采用先進的焊接工藝,如氣氛擴散,對超薄均熱板制造意義重大,且鋁材比銅材價格便宜,可以降低企業制造成本,實現綠色制造。圖6為廣州華鉆電子公司鋁質吸液芯燒結試驗。
4.3 國內中小高新企業逐步掌握核心技術
目前高端散熱器件核心技術大多掌握在韓國、日本和臺資企業手中,如臺灣散熱器大廠雙鴻、超眾、泰碩、力致、奇宏,韓國的三星,日本古河電工(Furukawa electric)和藤倉電子(Fujikura)等。在國家產業政策的引導下,國內一批高新企業破繭而出,近年來國內也涌現出一批高新企業,如深圳壘石、碳元科技、中石科技、天脈、精研科技、飛榮達等企業快速進步,尤其是在高科技產業園內孕育了一批高新科技公司,在一批年輕科技工作者的艱苦努力下,研制出了多種能夠滿足國內高端電子產品的散熱器件,如位于國家級孵化器——華南新材料科技園的廣州華鉆電子科技有限公司,就是一家專業從事高端超導熱相變散熱產品研發、制造、銷售于一體的高科技企業,自2014年7月成立,公司已建立較為完善的技術創新與制造體系,具備開發相變散熱元件、高性能CUP散熱模組、常規均溫板等高技術含量產品的開發能力,具備年產400萬套各類電子散熱器的生產制造能力,目前已為國內外10多家客戶提供服務,主要戰略合作伙伴包括Intel、聯想、昂達等知名企業。圖7—10為廣州華鉆電子研制的部分產品,因為品質優良,在進入市場后,得到了用戶的肯定。在高端超導熱相變散熱領域上,華鉆電子公司與國內多所高等院校合作,建立了長期穩定的合作機制,保證了產學研創新活動長期有序開展。
4.4 大量新技術應用于高端散熱器件制造
電子產品正以前所未有的速度更新換代。以智能手機、可穿戴設備、半導體照明為代表的光電、電子產品的性能不斷提高,而體積卻不斷縮小。電子產品核心芯片的性能提高、體積縮小導致其熱流密度越來越高,電子器件對散熱的要求越來越高,大量高端散熱器件的設計與制造采用了隨機分布的微球體作為柔性腔體支撐體的蒸發腔結構,也可采用SiO2納米涂層提高表面親水性;如:
①柔性超薄相變導熱器件的結構設計:
②應用比表面積大的超親水表面涂層材料和涂布工藝,采用納米二氧化鈦顆粒涂層提高蒸發腔表面親水性、增加比表面積,采用酞酸酯偶聯劑等與金屬表面鍵合提高納米顆粒在腔體表面的附著性;
③單層球狀銅粉燒結結構,結合刻蝕工藝在銅箔表面構建大比表面積的毛細結構;
④探索新型工質,如氧化石墨烯摻雜相變冷卻工質,將氧化石墨烯粉末按一定配比摻雜在冷卻工質中,增加了工質導熱性能,強化了微流體換熱性能,應用中可通過石墨烯粉材的選擇與液態工質的大量實驗,確定最佳配比;
⑤優化脈沖焊接封裝技術,通過改變壓力、電流強度以及脈沖寬度等工藝參數,提高焊接良品率。
4.5 實現散熱器件升級換代
隨著5G產品的普及,器件功能模組性能提升,集成度增加,功耗大幅提升,產品對高端散熱器件的需求保持旺盛的態勢。由于企業對輕薄、超小型、綠色環保散熱器件的需求大幅增加,輕質散熱器件也提上日程,輕質散熱器件一旦產業化,電子產品散熱器件將迎來升級換代,并能通過技術和成本優勢迅速占領市場,獲得巨大的利潤,其前景非常廣闊。
五
結語
隨著5G產品的問世與普及,超薄均熱板的需求越來越大,尤其是總厚度在0.8 mm以下的均熱板,其技術含量高,制造難度大,成本高,是當前企業需要攻克的核心技術。隨著先進制造的推進,輕量化制造必然會成為趨勢,超薄均熱板也會逐步采用鋁鎂合金等輕質材料,但采用鋁鎂合金材料的困難在于合金表面的氧化膜,由于氧化膜的存在,阻礙了原子的擴散,因此如何去除鋁合金的氧化膜,并防止氧化膜的二次產生是鋁鎂合金擴散焊接的關鍵要素。隨著先進制造、輕量化制造工藝的成熟,輕質超薄均熱板有著廣闊的應用前景。當前困擾著鋁鎂合金超薄均熱板的問題還是加工工藝問題。隨著企業創新發展,和工藝研究的深入,鋁鎂合金的焊接工藝也會慢慢成熟起來,輕質超薄均熱板必將會大量應用于電子產品,尤其是應用于移動電子產品,移動電子產品散熱器將迎來升級換代。
來源:知網/5G熱管理
作者:周漪清江門職業技術學院 陳平廣州華鉆電子科技有限公司
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