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電子器件的冷卻設(shè)計(jì)-導(dǎo)熱率

  不久前,我們正在談?wù)撘粋€(gè)新的散熱器概念?;A(chǔ)設(shè)計(jì)要求堅(jiān)實(shí)的銅基礎(chǔ)和鰭結(jié)構(gòu)。我被問為什么用銅,而不是鋁?解釋說,雖然鋁是標(biāo)準(zhǔn)的散熱器,使用銅只是為了具有更好的導(dǎo)熱率。永恒的“為什么”突然出現(xiàn)了,我設(shè)法避免了一個(gè)完整的解釋,通過了“它傳遞更多的熱量”。然而,“為什么”讓我思考。
  在努力保持處理器冷卻的情況下,我們中有多少人真正知道為什么銅突然提高了散熱器的冷卻能力(更不用說市場化)了?
在進(jìn)入一個(gè)完整的解釋之前,我們先看一下各種材料的導(dǎo)熱率或許是有用的。

 

導(dǎo)熱率Conductivity

密度Density

材質(zhì)Material

W/m*K

g/cm(3)

Aluminum

247

2.71

Aluminum (6061)

171

2.6-2.9

Aluminum (6063)

193

2.6-2.9

Aluminum (7075-T6)

130

2.6-2.9

Brass (70Cu-30Zn)

115

n/a

Copper

398

8.94

Gold

315

19.32

Magnesium

170

1.74

Magnesium alloy ZK60A

117

1.74-1.87

Silver

428

10.49

Tungsten

178

19.3

Zinc

113

7.13

Diamond

2500

3.51

Graphite

25-470

1.3-1.95

Silicon

141

2.33

Epoxy

0.19

1.11-1.4

Anodize coating

7

n/a

Air (not moving)

0.026

n/a

Mica

0.7

n/a

Berquistsil-pad 2000

3.5

n/a

Berquistsil-pad k-10

1.3

n/a

Berquistsil-pad 400

0.9

n/a

Grey thermal compound (AOS52031)

2.51

n/a

White thermal compound (AOS52022)

0.7

n/a

Solder (63Sn-37Pb)

50

n/a

  僅次于銀,銅是金屬材料中的導(dǎo)熱王者。銀將是超高效散熱器的理想材料,但成本高昂。銅提供了僅次于鋁成本的下一個(gè)最佳解決方案。鋁的導(dǎo)熱率排第三(不包括黃金),但彌補(bǔ)了這些缺點(diǎn),成本更低,重量更輕。從制造業(yè)的角度來看,鋁也更容易使用。

  導(dǎo)熱率解釋:
  導(dǎo)熱率本身涉及從較高溫度區(qū)域到較低溫度區(qū)域的熱量輸送。運(yùn)輸是如何通過內(nèi)部原子振動(dòng)的機(jī)制發(fā)生的。事實(shí)上,材料的總導(dǎo)熱率是這些聲子(材料晶格內(nèi)的振動(dòng)波)和自由電子運(yùn)動(dòng)的總和。每一個(gè)效應(yīng)都有助于熱能移動(dòng)的速率。一般來說,自由電子或聲子在系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。

  匯為熱管理技術(shù)有限公司專注于各個(gè)領(lǐng)域電子產(chǎn)品器件熱量傳導(dǎo)和散熱管理,我們擁有優(yōu)秀的熱管理材料方案,包括高導(dǎo)熱性能的含硅與不含硅導(dǎo)熱墊片、導(dǎo)熱絕緣材料、導(dǎo)熱相變化材料、導(dǎo)熱凝膠、高導(dǎo)熱灌封膠、高導(dǎo)熱膠粘劑、導(dǎo)熱雙面膠帶、石墨烯導(dǎo)熱材料、電子隔熱材料等。與此同時(shí),我們還擁有強(qiáng)大的熱設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),主要致力于為客戶提供集成熱設(shè)計(jì)服務(wù),包括整機(jī)系統(tǒng)散熱、散熱模組的設(shè)計(jì)開發(fā)等。
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