將機械或其他器具在工作過程中產(chǎn)生的熱量及時轉(zhuǎn)移以避免影響其正常工作的裝置或儀器。常見的散熱器依據(jù)散熱方式可以分為風冷,熱管散熱器,液冷,半導體制冷,壓縮機制冷等多種類型。
散熱方式是指該散熱器散發(fā)熱量的主要方式。在熱力學中,散熱就是熱量傳遞,而熱量的傳遞方式主要有三種:熱傳導,熱對流和熱輻射。物質(zhì)本身或當物質(zhì)與物質(zhì)接觸時,能量的傳遞就被稱為熱傳導,這是普遍的一種熱傳遞方式。比如,CPU散熱片底座與CPU直接接觸帶走熱量的方式就屬于熱傳導。熱對流指的是流動的流體(氣體或液體)將熱帶走的熱傳遞方式,在電腦機箱的散熱系統(tǒng)中比較常見的是散熱風扇帶動氣體流動的“強制熱對流”散熱方式。熱輻射指的是依靠射線輻射傳遞熱量,日常常見的就是太陽輻射。這三種散熱方式都不是孤立的,在日常的熱量傳遞中,這三種散熱方式都是同時發(fā)生,共同起作用的。
實際上,任何類型的散熱器基本上都會同時使用以上三種熱傳遞方式,只是側不同罷了。比如普通的CPU散熱器,CPU散熱片與CPU表面直接接觸,CPU表面的熱量通過熱傳導傳遞給CPU散熱片;散熱風扇產(chǎn)生氣流通過熱對流將CPU散熱片表面的熱量帶走;而機箱內(nèi)空氣的流動也是通過熱對流將 CPU 散熱片周圍空氣的熱量帶走,直到機箱外;同時所有溫度高的部分會對周圍溫度低的部分發(fā)生熱輻射。
銅的熱傳導系數(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。不過銅的質(zhì)地是個問題,很多“純銅散熱器”其實并非是真正的的銅。在銅的列表中,含銅量超過99%的被稱為無酸素銅,下一個檔次的銅為含銅量為85%以下的丹銅。針對13年市場上大多數(shù)的純銅散熱器的含銅量都介于兩者之間。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,但其熱傳導能力大大降低,影響了散熱性。此外,銅也有明顯的缺點,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用;紅銅的硬度不如鋁合金AL6063,某些機械加工(如剖溝等)性能不如鋁;銅的熔點比鋁高很多,不利于擠壓成形( Extrusion )等問題。
熱量從CPU核心散發(fā)到散熱片表面,是一個熱傳導過程。對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開來。散熱片選用較高熱傳導系數(shù)的材料對提高熱傳導效率很有幫助。通過熱傳導系統(tǒng)對照表可以看出,如鋁的熱傳導系數(shù)237W/mK,銅的熱傳導系數(shù)則為401W/mK,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。
貼片工藝的在于控制好銅、鋁平面度和粗糙度以及鎖螺絲的扭力等因素,即可得到一定的效能提升,是一種不錯的銅鋁結合方式。如果使用的導熱介質(zhì)性能低劣,或是銅塊平整度不良,熱量就不能順利地傳導至鋁的散熱片表面,使散熱效果大打折扣。另外,螺絲的鎖合力和銅材的純度不夠,都是不良的影響因素。