隨著科技電子產(chǎn)品智能化設(shè)計(jì)小型化的要求芯片的研發(fā)越來(lái)越高度集成，功能要求越來(lái)越多，體積要求越來(lái)越小。今天的元器件得以快速地向高功能與高效率發(fā)展。高性能的元器件在高速度運(yùn)行下會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這些熱量必須立即去除以保證元器件能在正常工作溫度下以最高效率運(yùn)行。因此熱傳導(dǎo)相關(guān)技術(shù)隨著電子工業(yè)的發(fā)展不斷地受到挑戰(zhàn)及越發(fā)重視。

目前主流散熱器的散熱形式主要有輻射和對(duì)流兩種形式。

輻射換熱：熱能用輻射形式傳播，不需要借助任何介質(zhì)，可以在真空狀態(tài)下傳播，比如太陽(yáng)的熱能經(jīng)過(guò)宇宙?zhèn)鞯降厍蛏稀?/p>

對(duì)流換熱：通過(guò)空氣或其他介質(zhì)傳播熱能，比如對(duì)流散熱器將空氣加熱?？諝鈱⒎块g內(nèi)一切物品加熱，對(duì)六器主要依靠空氣運(yùn)動(dòng)傳播熱能。

傳統(tǒng)意義上所稱(chēng)的輻射散熱器，是指輻射散熱器在總散熱量中占相對(duì)份額的散熱器，目前通常最典型的輻射散熱器如鑄鐵、鋼制柱式散熱器、銅鋁復(fù)合散熱器等等，其中依靠輻射作用所傳播的熱能只占30%，另外70%熱能是以對(duì)流式傳播的。而對(duì)流散熱器是基本無(wú)輻射換熱（或極小）的散熱器，如佛瑞德銅管對(duì)流散熱器，銅管對(duì)流散熱器利用熱空氣輕，向上流動(dòng)的原理，空氣循環(huán)達(dá)到全房間的升溫，比輻射式的散熱器更加舒適、升溫更快。下面我給大家簡(jiǎn)要介紹一下目前主流材質(zhì)散熱器的特點(diǎn)。    

1、純銅散熱器

　　銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)是鋁的1.69倍，所以在其他條件相同的前提下，純銅散熱器能夠更快地將熱量從熱源中帶走。不過(guò)銅的質(zhì)地是個(gè)問(wèn)題，很多標(biāo)榜“純銅散熱器”其實(shí)并非是真正的100％的銅。在銅的列表中，含銅量超過(guò)99％的被稱(chēng)為無(wú)酸素銅，下一個(gè)檔次的銅為含銅量為85％以下的丹銅。目前市場(chǎng)上大多數(shù)的純銅散熱器的含銅量都在介于兩者之間。而一些劣質(zhì)純銅散熱器的含銅量甚至連85％都不到，雖然成本很低，但其熱傳導(dǎo)能力大大降低，影響了散熱性。此外，銅也有明顯的缺點(diǎn)，成本高，加工難，散熱器質(zhì)量太大都阻礙了全銅散熱片的應(yīng)用。紅銅的硬度不如鋁合金AL6063，某些機(jī)械加工(如剖溝等)性能不如鋁；銅的熔點(diǎn)比鋁高很多，不利于擠壓成形( Extrusion )等等問(wèn)題。

　　雖然，目前最常用的散熱片材料是銅和鋁合金，鋁合金容易加工，成本低，是應(yīng)用最多的材料，而銅較高的熱傳導(dǎo)系數(shù)，使得其瞬間吸熱能力比鋁合金好，但散熱的速度就較鋁合金要慢。因此，無(wú)論純銅、純鋁、還是鋁合金散熱器，都有一個(gè)致命的缺陷：由于只使用一種材質(zhì)，雖然基本的散熱能力能夠滿(mǎn)足輕度散熱的需要，但由于無(wú)法很好地均衡熱傳導(dǎo)能力和熱容量能力兩個(gè)方面的要求，在散熱要求較高的場(chǎng)合便未免有些力不從心了。

2、純鋁散熱器

　　純鋁散熱器是早期最為常見(jiàn)的散熱器，其制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，到目前為止，純鋁散熱器仍然占據(jù)著相當(dāng)一部分市場(chǎng)。為增加其鰭片的散熱面積，純鋁散熱器最常用的加工手段是鋁擠壓技術(shù)，而評(píng)價(jià)一款純鋁散熱器的主要指標(biāo)是散熱器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散熱片的鰭片的高度，F(xiàn)in是指相鄰的兩枚鰭片之間的距離。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin，Pin-Fin 比越大意味著散熱器的有效散熱面積越大，代表鋁擠壓技術(shù)越先進(jìn)。

3、銅鋁結(jié)合技術(shù)

　　在考慮了銅和鋁這兩種材質(zhì)各自的缺點(diǎn)后，目前市場(chǎng)部分高端散熱器往往采用銅鋁結(jié)合制造工藝，這些散熱片通常都采用銅金屬底座，而散熱鰭片則采用鋁合金，當(dāng)然，除了銅底，也有散熱片使用銅柱等方法，也是相同的原理。憑借較高的導(dǎo)熱系數(shù)，銅制底面可以快速吸收CPU釋放的熱量；鋁制鰭片可以借助復(fù)雜的工藝手段制成最有利于散熱的形狀，并提供較大的儲(chǔ)熱空間并快速釋放，這在各方面找到了的一個(gè)均衡點(diǎn)。

　　熱量從CPU核心散發(fā)到散熱片表面，是一個(gè)熱傳導(dǎo)過(guò)程。對(duì)于散熱片的底座而言，由于直接與高熱量的小面積熱源接觸，這就要求底座能夠迅速將熱量傳導(dǎo)開(kāi)來(lái)。散熱片選用較高熱傳導(dǎo)系數(shù)的材料對(duì)提高熱傳導(dǎo)效率很有幫助。通過(guò)熱傳導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)照表可以看出，如鋁的熱傳導(dǎo)系數(shù)237W/m.K，銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)則為401WmK，而比較同樣體積的散熱器，銅的重量是鋁的3倍，而鋁的比熱僅為銅的2.3倍，所以相同體積下，銅質(zhì)散熱器可以比鋁質(zhì)散熱器容納更多的熱量，升溫更慢。同樣厚度的散熱器底座，銅不但可以快速引走熱源如CPU Die的溫度，自己的溫度上升也比鋁的散熱片緩慢。因此銅更適合做成散熱器的底面。

　　不過(guò)，這兩種金屬的結(jié)合比較困難，銅和鋁之間的親和力較差，如果接合處理不好，便會(huì)產(chǎn)生較大的介面熱阻(即兩種金屬之間由于不充分接觸而產(chǎn)生的熱阻)。在實(shí)際設(shè)計(jì)和制造中，廠商總是盡可能降低介面熱阻，揚(yáng)長(zhǎng)避短，往往這也體現(xiàn)了廠商的設(shè)計(jì)能力與制造工藝。

4、硅膠片的散熱原理。

熱阻的解析

 所謂“熱阻”（thermal resistance），是指反映阻止熱量傳遞的能力的綜合參量。熱阻的概念與電阻非常類(lèi)似，單位也與之相仿——℃W，即物體持續(xù)傳熱功率為1W時(shí)，導(dǎo)熱路徑兩端的溫差。對(duì)散熱器而言，導(dǎo)熱路徑的兩端分別是發(fā)熱物體（CPU）與環(huán)境空氣。

  熱阻的計(jì)算有一套完整的公式，通過(guò)下面的公式，我們可以得出一款散熱器的熱阻值。

Rca=（Tc-Ta）/P

其中Tc為發(fā)熱體表面溫度，Intel和AMD都規(guī)定其為CPU銅蓋表面正中心位置的溫度。

Ta為環(huán)境溫度，但Ta不同于我們通常理解的“外殼的溫度”，而是指散熱器風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)口溫度。Intel和AMD都嚴(yán)格的規(guī)定，Ta是在風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)口上方，非?？拷L(fēng)扇的位置取得的一組測(cè)試值的算數(shù)平均值?？諝庠谧匀唤缰械臒嶙枳畲?。導(dǎo)熱硅膠片的作用就是填充發(fā)熱體和金屬散熱片之間的縫隙，減少空氣，使發(fā)熱體和散熱片呈現(xiàn)直接對(duì)流散熱。導(dǎo)熱硅膠片也可以間接散熱，即裸露在外面、所以有散熱片的叫法。