CN106637194A - 一种用于cpu罩的表面处理方法 - Google Patents

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彭晶楠
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崔新涛
韩磊
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

本发明公开了一种用于CPU罩的表面处理方法，包括：将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上；在氢气保护下，对所述金属片的表面进行烧结处理，从而在所述金属片的表面形成多孔金属覆盖层。本发明通过在将被焊接在CPU罩的表面上的金属片的表面上粘涂金属粉末，然后进行烧结处理将金属粉末烧结成为一体以在金属片的表面上形成多孔金属覆盖层，以及将金属片焊接在CPU罩上，从而增加CPU罩的汽化核心，强化CPU罩表面的沸腾性能，降低CPU表面温度，以达到强化沸腾、节能、高效散热的目的。

Description

一种用于CPU罩的表面处理方法
技术领域
本发明涉及计算机加工制造领域，更具体地，涉及一种用于CPU罩的表面处理方法。
背景技术
常见的计算机大都依靠冷空气给机器降温，而水冷或液冷有两大好处：一是它把冷却剂直接导向热源，而不是像风冷那样间接制冷；二是和风冷相比，每单位体积所传输的热量即散热效率高达3500倍。水冷散热器在2008年左右就出现在市场，惠普、IBM等服务器巨头和其他一些专注数据中心技术的公司都先后推出过水冷散热产品。
蒸发冷却从热学原理上是利用流体沸腾时的汽化潜热带走热量。这种利用流体沸腾时的汽化潜热的冷却方式就叫做“蒸发冷却”。由于流体的汽化潜热要比流体的比热大很多，所以蒸发冷却的冷却效果更为显著。
在直接式液冷系统，即使用制冷剂进行浸泡式冷却时，取消了翅片和风扇，只用制冷剂的相变进行换热来冷却CPU。而换热面积的加工方法、表面粗糙度、材料特性以及新旧程度都能影响沸腾传热的强弱。同一液体在抛光壁面上沸腾传热时，其传热系数比在粗糙面上沸腾传热时低，这主要是由于光洁表面上气化核心较少的缘故。
目前，市面上现有CPU芯片的外罩表面光滑，不易产生气泡，沸腾性能不够好，因此在开机后CPU的温度上升很快，稳态温度较高，很容易达到CPU的极限温度，使得大多数服务器厂家对于液冷技术望而却步。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于CPU罩的表面处理方法，以强化CPU罩的表面的沸腾性能，从而解决了现有的表面光滑的CPU外罩沸腾性能不够好的技术问题。
本发明提供了一种用于CPU罩的表面处理方法，包括：将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上；在氢气保护下，对金属片的表面进行烧结处理，从而在金属片的表面形成多孔金属覆盖层；将金属片焊接在CPU罩上。
在上述表面处理方法中，对金属片的表面进行烧结处理包括：加热金属片的表面至金属粉末的表面熔化，然后恒温15～20分钟。
在上述表面处理方法中，通过低温焊接方法将金属片焊接在CPU罩上。
在上述表面处理方法中，在将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上之前，还包括去除金属片的表面上的锈和油垢。
在上述表面处理方法中，将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上包括在金属片的表面上涂覆粘结剂溶液，然后将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上。
在上述表面处理方法中，金属片的表面尺寸与CPU罩的表面尺寸相同。
在上述表面处理方法中，金属粉末经烧结后形成金属颗粒，以及金属颗粒选自铜颗粒、铜镀银颗粒、银颗粒、金颗粒、锌颗粒或它们的合金颗粒。
在上述表面处理方法中，多孔金属覆盖层的厚度小于3mm，多孔金属覆盖层的孔隙率为40％～65％。
本发明通过在将被焊接在CPU罩的表面上的金属片的表面上粘涂金属粉末，然后进行烧结处理将金属粉末烧结成为一体以在金属片的表面上形成多孔金属覆盖层，以及将金属片焊接在CPU罩上，从而增加CPU罩的汽化核心，强化CPU罩表面的沸腾性能，降低CPU表面温度，以达到强化沸腾、节能、高效散热的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是为CPU的芯片和外罩的剖视图；
图2为烧结后的铜颗粒表面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
“烧结”是指把粉状物料转变为致密体，粉体经过成型后，通过烧结得到的致密体是一种多晶材料，其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结过程直接影响显微结构中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布，进而影响材料的性能。
图1为CPU的芯片和外罩的剖视图，可见，芯片在CPU罩的内部，而CPU罩的材质是铜，表面镀有一层镍，而铜镀铝表面光滑，不利于气化。
本发明提供了一种用于CPU罩的表面处理方法，该方法使用粉末烧结的方法形成多孔表面，包括以下步骤：首先，去除金属片表面的锈和油垢，然后涂上一层粘结剂溶液，将金属粉末均匀地粘涂在金属片表面上，当粘结剂溶液风干后，置于烧结炉内，在氢气保护下加热至金属粉末表面有熔化趋势，恒温15～20分钟，优选地恒温20min，使粘结剂分散挥发，金属粉末烧结成一体并烧结在金属片的表面上，从而在金属片表面形成一层多孔金属覆盖层；将金属片焊接在CPU罩上。其中，多孔金属覆盖层不仅可以烧结在金属管外壁面上，也可烧结在金属管内壁表面上。多孔金属覆盖层的厚度小于3mm，孔隙率为40％～65％。其中，粘结剂选用烧结过程中本领域常用的粘结剂。
由于CPU罩不易拆除，而且CPU芯片不耐高温，在实际操作中，可以在一块和CPU表面大小相同的薄铜片的表面进行烧结，然后通过低温焊接方法，将具有烧结表面的铜片焊接在CPU罩上，以强化沸腾换热。此外，金属片也可以为银片、锌片、金片等。
金属粉末经烧结后形成金属颗粒，烧结后的金属颗粒可以是铜颗粒、铜镀银颗粒或是银、金、锌等或它们的合金等其他的金属颗粒。烧结的金属颗粒可以为铜颗粒、铜镀银颗粒或是银、金、锌等或它们的合金等其他的金属颗粒，以增加表面粗糙度，增加微小缝隙及气泡生成点，可有效强化沸腾。图2为烧结的铜颗粒表面，如图2所示，烧结后的表面增加微小缝隙及气泡生成点，可有效强化沸腾。
本发明通过在将被焊接在CPU罩的表面上的金属片的表面上粘涂金属粉末，然后进行烧结处理将金属粉末烧结成为一体以在金属片的表面上形成多孔金属覆盖层，以及将金属片焊接在CPU罩上，从而增加CPU罩的汽化核心，强化CPU罩表面的沸腾性能，降低CPU表面温度，以达到强化沸腾、节能、高效散热的目的。
实施例1
将铜片的表面上的锈和油垢去除，然后涂上一层粘结剂溶液，将银粉末均匀地粘涂在铜片的表面上，当粘结剂溶液风干后，置于烧结炉内，在氢气的保护下加热至银粉末表面有熔化的趋势，然后恒温15分钟，使粘结剂分散挥发，银粉末烧结成一体并烧结在铜片的表面上，从而在铜片的表面上形成一层多孔金属覆盖层。其中，多孔金属覆盖层的厚度小于3mm，孔隙率为40％～65％；将铜片焊接在CPU罩上。
实施例2
将银片的表面上的锈和油垢去除，然后涂上一层粘结剂溶液，将铜粉末均匀地粘涂在银片的表面上，当粘结剂溶液风干后，置于烧结炉内，在氢气的保护下加热至铜粉末表面有熔化的趋势，然后恒温20分钟，使粘结剂分散挥发，铜粉末烧结成一体并烧结在银片的表面上，从而在银片的表面上形成一层多孔金属覆盖层。其中，多孔金属覆盖层的厚度小于3mm，孔隙率为40％～65％；将银片焊接在CPU罩上。
实施例3
将金片的表面上的锈和油垢去除，然后涂上一层粘结剂溶液，将铜粉末均匀地粘涂在金片的表面上，当粘结剂溶液风干后，置于烧结炉内，在氢气的保护下加热至铜粉末表面有熔化的趋势，然后恒温18分钟，使粘结剂分散挥发，铜粉末烧结成一体并烧结在金片的表面上，从而在金片的表面上形成一层多孔金属覆盖层。其中，多孔金属覆盖层的厚度小于3mm，孔隙率为40％～65％将金片焊接在CPU罩上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于CPU罩的表面处理方法，其特征在于，包括：
将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上；
在氢气保护下，对所述金属片的表面进行烧结处理，从而在所述金属片的表面上形成多孔金属覆盖层；以及
将所述金属片焊接在所述CPU罩上。
2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，对所述金属片的表面进行烧结处理包括：加热所述金属片的表面至所述金属粉末的表面熔化，然后恒温15～20分钟。
3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，将所述金属粉末均匀地粘涂在所述金属片的表面上包括：在所述金属片的表面上涂覆粘结剂溶液，然后将所述金属粉末均匀地粘涂在所述金属片的表面上。
4.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，通过低温焊接方法将所述金属片焊接在所述CPU罩上。
5.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述金属粉末经烧结后形成金属颗粒，以及所述金属颗粒选自铜颗粒、铜镀银颗粒、银颗粒、金颗粒、锌颗粒或它们的合金颗粒。
6.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述金属片的表面尺寸与所述CPU罩的表面尺寸相同。
7.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述多孔金属覆盖层的厚度小于3mm，所述多孔金属覆盖层的孔隙率为40％～65％。
8.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，在将所述金属粉末均匀地粘涂在所述金属片的表面上之前，还包括去除所述金属片的表面上的锈和油垢。
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