當熱量傳到散熱器的頂部后，就需要盡快地將傳來的熱量散發到周邊環境中去，對風冷散熱器而言就是要與周圍的空氣進行熱交換。這時，熱量是在兩種不同介質間傳遞，所依循的公式為Q=α X A X ΔT，其中ΔT為兩種介質間的溫差，即散熱器與周圍環境空氣的溫度差；而α為流體的導熱系數，在散熱片材質和空氣成分確定后，它就是一個固定值；其中重要的A是散熱片和空氣的接觸面積，在其他條件不變的前提下，如散熱器的體積一般都會有所限制，機箱內的空間有限，過大會加大安裝的難度，而通過改變散熱器的形狀，增大其與空氣的接觸面積，增加熱交換面積，是提高散熱效率的有效手段。要實現這一點，一般通過用鰭片式設計輔以表面粗糙化或螺紋等辦法來增大表面積。
純鋁散熱器是早期為常見的散熱器，其制造工藝簡單，成本低，純鋁散熱器仍然占據著相當一部分市場。為增加其鰭片的散熱面積，純鋁散熱器常用的加工手段是鋁擠壓技術，而評價一款純鋁散熱器的主要指標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，Fin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，代表鋁擠壓技術越。
在考慮了銅和鋁這兩種材質各自的缺點后，市場部分散熱器往往采用銅鋁結合制造工藝，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。憑借較高的導熱系數，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雜的工藝手段制成有利于散熱的形狀，并提供較大的儲熱空間并快速釋放，這在各方面找到了的一個均衡點。
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