CN1239283C - 三维翅化柱状散热器的压铸模具及其压铸方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维翅化柱状散热器的压铸模具及其压铸方法，所述压铸模具是三维翅化柱安装在底板上的成型模中，成型模外围是中套，顶杆安装在三维翅化柱上，在成型模内腔中，顶杆与三维翅化柱之间填充用作基板的金属粉末材料，顶杆的外围是导套；所述压铸方法是用粉末压铸法将三维翅化柱与粉末状基板材料一次压铸连接成型；本发明能实现相同金属材料或不同金属材料之间的配合，适用于相同或不同金属材料的鳍片与散热块之间的连接配合；适用于不同截面形状的几百根柱与基板一次连接，具有连接速度快、质量好的特点。

Description

三维翅化柱状散热器的压铸模具及其压铸方法

技术领域

本发明涉及机械制造金属材料特殊成型和连接加工工艺技术领域，具体是指用于计算机的中央处理器的三维翅化柱状散热器的制造方法及其使用的模具。

背景技术

目前，个人计算机的中央处理器的频率越来越高，发热量也随之而升高。当中央处理器的主频突破1GHz时，发热量就非常可观。而目前Intel Pentium4中央处理器的主频已经超过GHz，因此，散热已经成为计算机系统的一个关键问题。

散热器是有效降低中央处理器工作温度的关键。到目前为止，已经发展了多种中央处理器散热器制造方法。包括有铝挤、冷锻、高温锡焊、切削、刨削和精密铸造等。这些制造方法存在以下问题：

铝挤：一般散热片都是由其加工成型，优点是成本低，缺点是鳍片之间的面积不可能太小，鳍片的高度也无法铸造得太高。

冷锻：冷锻对工艺要求相当高，所以全世界目前有能力制造出冷锻散热片的厂商并不多。在散热方面冷锻占较大的优势，缺点是成本高，售价相当昂贵。

高温锡焊：铜底与鰭片之间以高温锡焊結合，此种加工法若操作不当，容易在焊点中产生空气，減少電子流动机会。

切削：以剖沟机切削出鰭片，底部与鰭片是一體成型，效能佳。缺點是鰭片厚度会较厚，造成重量无法減轻，其加工成本亦较高。

刨削：以刨床切削出鰭片，底部舆鰭片是一體成型，效能佳。优点是可以突破鰭片的高度/密度比，可以在与其它加工法相同的面积中多出更多的散热面积，且重量亦比切削的产品有所减轻。但是此种方法并不适合于柱状散热器的加工。

精密铸造：以精密铸造的加工法生产鰭片，底部舆鰭片是一体成型的，缺點是具有一定的鰭片高度/密度比，所以整体高度都不会太高。

发明内容

本发明的目的在于为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种用于计算机的中央处理器的三维翅化柱状散热器的压铸模具。

本发明的目的还在于提供所述三维翅化柱状散热器的压铸方法。

图1是本发明的三维翅化柱状散热器的压铸模具结构示意图，如图所示，三维翅化柱3安装在底板7上的成型模6中，成型模6外围是中套5，顶杆1安装在三维翅化柱3上，在成型模6内腔中，顶杆1与三维翅化柱3之间填充用作基板的金属粉末材料2，顶杆1的外围是导套4。

所述顶杆1可以与导套4间隙配合。

导套4与中套5之间可以通过销钉连接，并可用六角螺栓上紧。

成型模6与中套5可以间隙或过盈配合。

底板7可以通过沉头螺钉与中套5紧密连接。

本发明的三维翅化柱状散热器的压铸方法是用粉末压铸法将三维翅化柱与粉末状基板材料一次压铸连接成型。

本发明的三维翅化柱状散热器的更具体的压铸方法包括以下步骤：

(1)将三维翅化柱插满于压铸模具的成型模中；

(2)将金属粉末填充于成型模的内腔中；

(3)通过油压机带动顶杆下压，压强为4-6MPa；

(4)对压铸后的成型模进行加热，温度为900-1200℃；

(5)从成型模脱模出三维翅化柱状散热器，进行最后的打磨和修整。

第(3)步的最佳压强为5MPa。第(4)步的最佳温度为1000℃。

工作时，三维翅化柱状散热器使气流在翅化表面形成湍流，增大散热面积，强化传热，提高散热效率。但三维翅化后的金属棒柱与散热器底板的连接是个技术关键。由于中央处理器Die装封后，只有1cm²不到的面积，却要发出几十瓦的功率。这些热量首先是必须用一块大散热片来吸收，散热片的最大功用为导热与聚热，他是第一个吸收中央处理器Die温度的地方。它对中央处理器而言是散热，对散热器而言扮演的角色是聚热，再通过散热叶片将热向上引导，才能通过风扇和鳍片达到散热的效果。当散热块与中央处理器Die通过硅胶和一定的压力扣紧以后，散热块与中央处理器之间的传热界面基本上不存在传热问题。另一个界面，散热器鳍片与散热块的连接则必须处理好，才能有效传导散热块所吸收的热量。

针对直径2mm左右的柱状散热器，要实现与散热块有效连接，发明人提出粉末压铸的方法，通过特别的模具，使金属粉填满于翅化金属棒柱的根部，通过一定压强的挤压，使翅化柱紧固于粉末中，然后通过加热烧结，实现粉末与翅化柱根部真正的熔结成一体。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.加工方便，成本的；

2.不受鳍片高度和鳍片之间面积大小的影响；

3.能完全消除鳍片与散热块连接界面间的间隙，并且不会有空气产生，交界面处的热阻不会增加；

4.能实现相同金属材料或不同金属材料之间的配合，适用于相同或不同金属材料的鳍片与散热块之间的连接配合；

5.适用于不同截面形状(包括圆形、方形和多菱形等截面)的几百根柱与基板一次连接，具有连接速度快、质量好的特点。

(四)附图说明

图1是本发明三维翅化柱状散热器的压铸模具结构示意图；

图2是用图1的模具压铸后得到的三维翅化柱状散热器的结构示意图。

具体实施方式

压铸三维翅化柱状散热器，包括以下步骤：

(1)将三维翅化柱插满于图1所示压铸模具的成型模6中，并保持其能在模型中插拔自如；

(2)将金属粉末填充于成型模6的内腔中；

(3)通过油压机带动顶杆1下压，压强为5MPa，实现CPU散热器的压铸连接；

(4)对压铸后的成型模6进行加热，温度控制在1000℃，使其内部的金属粉末烧结；

(5)从成型模6脱模出三维翅化柱状散热器，并对其进行最后的打磨和修整。

脱模出三维翅化柱状散热器结构如图2所示，在风扇8和基板2`之间铸接了若干根三位翅化柱3。

Claims (6)

1、一种三维翅化柱状散热器的压铸模具，其特征在于三维翅化柱安装在底板上的成型模中，成型模外围是中套，顶杆安装在三维翅化柱上，在成型模内腔中，顶杆与三维翅化柱之间填充用作基板的金属粉末材料，顶杆的外围是导套。

2、根据权利要求1所述的三维翅化柱状散热器的压铸模具，其特征在于所述顶杆与导套间隙配合。

3、根据权利要求1或2所述的三维翅化柱状散热器的压铸模具，其特征在于导套与中套之间通过销钉连接，并用六角螺栓上紧；成型模与中套间隙或过盈配合。

4、根据权利要求3所述的三维翅化柱状散热器的压铸模具，其特征在于底板通过沉头螺钉与中套紧密连接。

5、使用权利要求1所述的压铸模具压铸三维翅化柱状散热器的方法，其特征在于用粉末压铸法将三维翅化柱与粉末状基板材料一次压铸连接成型，包括以下步骤：

(1)将三维翅化柱插满于成型模中；

(2)将金属粉末填充于成型模的内腔中；

(3)通过油压机带动顶杆下压，压强为4-6MPa；

(4)对压铸后的成型模进行加热，温度控制在900-1200℃；

(5)从成型模脱模出散热器，进行最后的打磨和修整。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于第(3)步的压强为5MPa，第(4)步的温度为1000℃。

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