鋁散(sàn)熱片是(shì)早期最常見的散熱片, 鋁散熱片仍然占據了相當一(yī)部(bù)分市場(chǎng)。為了增加其鰭片的(de)散熱麵積,最常用(yòng)的鋁散熱片的加工方法是鋁擠壓技術(shù),而主要的指標是評價鋁散(sàn)熱片是散熱片底座厚度和針鰭比。Pin是指(zhǐ)散熱片的翅片高度,fin是指相鄰兩個翅片之間的距離。針翅比(bǐ)是針的高度(不包括基部的厚度(dù))除以翅。針翅比越大,散熱片的有效散熱麵積越大,鋁擠壓工藝越先進。
當(dāng)熱量達到散熱片頂部時,需要盡快將熱量散發到周圍環境中。對於風冷散(sàn)熱片,需要與周圍(wéi)空氣進行熱交換。此時熱量在兩種不同的介質之間傳遞(dì),公式為Q=α X A X ΔT,其中ΔT為(wéi)兩種介質的溫差,即散熱片與周圍空氣(qì)的溫差;α為流體的導熱係數,在熱沉材料(liào)和空氣成分(fèn)確(què)定後為定值;最重要的是(shì)散熱片和空氣的接觸麵(miàn)積。在(zài)其他條件不變的前提下,比如散熱片,一般體積(jī)有限,機箱內空(kōng)間有限,會增加安裝難度。改變散熱片的形狀,增加其與空氣的(de)接觸麵積,增加換(huàn)熱麵積,是提高(gāo)散熱效率的有效手(shǒu)段。為此,通常(cháng)通(tōng)過(guò)翅片設計、表麵粗糙化或螺紋加工(gōng)來增加表麵積。
銅散熱片的導熱係(xì)數是鋁的1.69倍,所以在其他條件相同的情況下,銅散熱片可以更快的從熱源帶走熱量。然而,銅的質量是一個問題(tí)。很多標榜的(de)“銅散熱片”其實並不是100%的銅。在(zài)銅的列表中,銅含量超過99%的銅稱為無酸素銅,下一級銅是銅含量低(dī)於85%的(de)丹銅。目前市(shì)麵上大部(bù)分銅散熱片的(de)含銅量介於兩者之(zhī)間。而有些劣質銅散熱片的含銅量甚至不到85%。雖然成本很低,但(dàn)是(shì)它(tā)的導熱係數大大(dà)降低,影響散熱。此外,銅也有明顯的缺點,如成本高,加工困難,散熱(rè)片質量阻礙了全銅鰭片的應(yīng)用。紫銅的硬度不如鋁合金AL6063,一些機械加工(如開溝(gōu)切割)的性能也不如鋁。銅的熔點比鋁高很多,不利於擠壓等等。
雖然目前(qián)最常用的熱沉材料是銅和鋁合(hé)金,但鋁合金由於加工容(róng)易,成本低,是應用(yòng)最廣泛的材料。銅的熱導率較高,使其瞬(shùn)時吸熱能力(lì)優於鋁合金(jīn),但散熱(rè)速度比鋁合金慢。
當熱量傳遞到(dào)空氣中時,與
鋁散熱片接觸的空氣溫度會(huì)迅速升高(gāo)。此時,熱空氣要盡可能多地通過與周圍冷(lěng)空氣的對流帶走熱量。對於風冷散熱片(piàn),主要手段是提高氣流(liú)速(sù)度,利用風扇(shàn)實現(xiàn)強製對流。這主要與風扇設計和風速有關。散(sàn)熱片風扇的效率(如流量、風壓)主要取決於風(fēng)扇葉片直徑、軸向長度、風扇轉速和風扇葉片(piàn)形狀。風(fēng)扇(shàn)流量大多采用CFM單位(英製,立(lì)方英尺每分鍾),一個CFM約為0.028mm3/分鍾。