电子器件的冷却设计-导热率
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。
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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 |
3.51 |
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 |
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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