电子器件的冷却设计-导热率

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      不久前,我们正在谈论一个新的散热器概念。基础设计要求坚实的铜基础和鳍结构。我被问为什么用铜,而不是铝?解释说,虽然铝是标准的散热器,使用铜只是为了具有更好的导热率。永恒的“为什么”突然出现了,我设法避免了一个完整的解释,通过了“它传递更多的热量”。然而,“为什么”让我思考。

 

      在努力保持处理器冷却的情况下,我们中有多少人真正知道为什么铜突然提高了散热器的冷却能力(更不用说市场化)了?在进入一个完整的解释之前,我们先看一下各种材料的导热率或许是有用的。

 

  导热率Conductivity 密度Density
材质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 3.15
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

 

      仅次于银,铜是金属材料中的导热王者。银将是超高效散热器的理想材料,但成本高昂。铜提供了仅次于铝成本的下一个最佳解决方案。铝的导热率排第三(不包括黄金),但弥补了这些缺点,成本更低,重量更轻。从制造业的角度来看,铝也更容易使用。

 

      导热率解释:

      导热率本身涉及从较高温度区域到较低温度区域的热量输送。运输是如何通过内部原子振动的机制发生的。事实上,材料的总导热率是这些声子(材料晶格内的振动波)和自由电子运动的总和。每一个效应都有助于热能移动的速率。一般来说,自由电子或声子在系统中占主导地位。

 

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2016年3月23日 02:10
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