散热器

散热器是用来传导、释放热的一系列装置的统称。目前散热器主要有采暖散热器、计算机散热器，其中采散热器又可根据材和工作模式分为若干种，计算机散热器可根据用途和安装方法分为若干种。

    散热器与环境的热交换

　　当热传到散热器的顶部后，需要尽快地将传来的热散发到周边环境中去，对风冷散热器而言是要与周围的空气进行热交换。这时，热是在两种不同介间传递，所依循的公式为Q=α X A X ΔT，其中ΔT为两种介间的温差，即散热器与周围环境空气的温度差；而α为流体的导热系数，在散热片材和空气成分确定后，它是一个固定值；其中重要的A是散热片和空气的接触面积，在其他条件不变的前提下，如散热器的体积一般都会有所限制，机箱内的空间有限，过大会加大安装笛度，而通过改变散热器的形状，增大其与空气的接触面积，增加热交换面积，是提高散热效率的有效手段。、要实现这一点，一般通过用鳍片式设计辅以表面粗糙化或螺纹等办法来增大表面积。

　　当热传递给空气后，和散热片接触的空气温度会急速上升，这时候，热空气应该尽可能和周围的冷空气通过对流等热交换方式来将热带走，对风冷散热器来说，主要的手段便是提高空气流动的速度，使用风扇来实现强制对流。这点主要和风扇的设计和风速有关，散热器风扇的效能(例如流、风压)主要取决于风扇扇叶直径、轴向长度、风扇转速和扇叶形状。风扇的流大都采用CFM为单位(英制，立方英尺/分钟)，一个CFM大约为0.028mm3/分钟的流。

　　纯铝散热器

纯铝散热器是早期为常见的散热器，其制造工艺简单，成本低，到目前为止，纯铝散热器仍然占据着相当一部分市场。为增加其鳍片的散热面积，纯铝散热器常用的加工手段是铝挤压技术，而评价纯铝散热器的主要指标是散热器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度，Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin，Pin-Fin比越大意味着散热器的有效散热面积越大，代表铝挤压技术越。

 散热器注意事项

1.散热器的表面要求

1.1散热体表面应无缩、锈蚀、裂纹等缺陷；

1.2平板形散热器的金属紧固件（压板、压盖、碟形弹簧）、水冷散热体的导电片应加镀层保护；

1.3散热体台面的表面粗糙度Ra大允许值为3.2，m;

1.4散热体台面的平面度不低于9级；

1.5用于湿热带电力半导体器件的散热器（包括散热体、紧固件和绝缘件），表面应经防护处理，其耐潮湿、耐盐雾和耐霉菌弟力应相应的热带电力半导体器件标准；

1.6散热器的紧固件和绝缘件应GBB446.3（电力半导体器件用散热器绝缘件和紧固件》

1.7散热器与电力半导体安装的紧固力矩或紧固压力应器件产品标准的有关规定；

1.8平板形散热体台面的安装中心销尺寸：直径中2.5mm，高出台面lmmo

2.使用环境条件的要求

2.1对冷却水的水应有一定要求循环水的电阻率应不低于2.5Ki2 , PH值在6}9之间；进口水温度不高于35℃、水流为4一8L/min；

2.2当用于高电压或较高电压器件时，必须确保上述水的要求或更高水的要求；

2.3水冷散热器在工作时，应特别注意防漏水、防堵塞、防凝露。

2.4风冷散热器安装时，散热器叶片应沿冷却风气流方向；进口空气温度不高于400C、进口端风速为4 - 6mls;

2.5由于风冷散热器具有风阻参数的特点，选用整机中的散热器时，应根据负载要求和风机能力，查散热器热阻、流阻与风速的关系曲线，综合考虑散热器热阻和风阻两个参数。

3.劣散热器的危害与鉴别

　　市场上出现了大价低次的劣散热器，这种散热器无论从散热体材、加工要求、部件等方面都与国家行标准的规定有较大差距，在使用中对器件的寿命和整机有较大影响。用户在选用时可从以下方面加以鉴别：

3.1材（纯度、厚度、加工精度等）和制造工艺（铸造产生的裂纹、缩等）的好坏，低劣的材及粗糙有缺陷的工艺，将直接引响散热器的导热系数；

3.2散热器接触台面的表面粗糙度和平面度，直接影响接触热阻及压降；

3.3散热器用碟型弹簧，应保经24小时压平后，自由高度应稳定，否则使用一段时间后弹簧可能失效，将导致散热器与管芯的接触不良。

4.散热器更换元件重复使用应注意的问题

　　在安装散热器时，需要很大的压力或力矩。由于散热体台面的直径大于管芯的直径，在此压力或力矩的作用下，散热体台面必然会变形。如果再将相同直径或更大直径的管芯，装在散热器上，则导致台面与管芯表面之间的接触状况不良，从而不能保良好的散热效果。

　　如果用户需要重复使用散热器，则一定要保散热体台面的表面粗糙度、平行度和平面度满足要求，否则在运行中极易因过热而损坏器件。尤其是水冷系列散热器，在重复使用前，一定要仔细检查其台面变形情况，如有明显下陷现象，则应更换。

　　为了保良好的散热条件，每只管芯应具有相应的散热器匹配。

5. SS系列散热器凝露的防止

　　湿热季节，水冷散热器容易出现凝露现象，如果不加注意，极容易引起设备绝缘下降引发短路故障。对多数使用环境来说，需要注意以下事项以防止凝露。

5.1在湿热季节，注意环境温度与冷却水温差不小于5℃；

5.2停电时，应在关闭闸后随即停水；启动时，应在通水后随即合闸，分合闸操作与断通水操作紧紧相连，顺序不可颠倒。 

 散热器材对传导的影响

CPU的Die通常不到2平方厘米，但功耗却达到几十、上百瓦，如果不能及时将热传导出去，热一旦在Die中积聚，将会导致严重的后果。

　　对散热器来说，重要的是其底座能够在短时间内能尽可能多的吸收CPU释放的热，即瞬间吸热能力，这只有具备高热传导系数的金属才能胜任。对于金属导热材料而言，比热和热传导系数是两个重要的参数。

　　热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送W弟，单位为W/mK。其中“W”指热功率单位，“m”代表长度单位米，而“K”为温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表：

　　热传导系数(单位: W/mK)

　　银429铜401

　　金317铝237

　　铁80铅34.8

1070型铝合金226 1050型铝合金209

6063型铝合金201 6061型铝合金155

　　由此可以看出，银和铜是好的导热材料，其次是金和铝。但是金、银太过昂贵，所以，目前散热片主要由铝和铜制成。但由于铜密度大，工艺复杂，价格较贵，所以现在通常的风扇多采用较轻的铝制成，当然，对风冷散热器来说，在考虑材的时候除了热传导系数外，还必须考虑散热器的热容，综合这两项参数，铝的越性体现出来。不过，本文只讨论热传导方面，对那些我们将在下一部分详细讨论。

　　要提高散热器底座的热传导能力，选用具有较高的热传导系数的材是一方面，但另一方面也要解决好热源如CPU与散热器底座的结合的紧密程度问题。根据热传导的定律，在材固定的前提下，传导能力与接触面积成正比，与接触距离成反比。接触面积越大，能使热越快地散发出去，但对CPU来说其Die是固定的，所以结合距离更显重要。

　　尽管从理论上讲，散热片底座是能和CPU紧密接触的，但客观说来，无论两个接触面有多么平滑，它们之间还是有空隙的，即存在空气，而空气的导热性能很差，这需要设计异、抓紧力强大的扣具来将散热片紧密地扣在CPU上，另外，需要用一些导热性能更好而且能变形的东西代替空气来填补这些空隙，如导热硅脂或者散热胶带。理想的情况是扣具将散热片紧紧固定在CPU上，散热片和CPU的接触完全平行以保持接触面积大，它们之间一些微小的空隙完全由硅脂填充以保持接触热阻小。

　　但是，必须要明确一点，无论种导热硅脂或散热胶带，其作用只能是辅助性的，与铜的散热底座材相比，其热阻大了很多倍。要实现散热器底座的热传导能力大化，还要首先必须保散热器底座的光滑与平整，这样才能真正减小散热器与CPU接触面之间的空隙。

相关信息

　　散热器(俗称暖气片)，是将热媒的热传导到室内的一种末设备，已成为生活中不可缺少的组成部分。其的劣，性能的好坏，外观的华陋，直接关系到使用的安全性、经济性和装饰性等问题。因此，关注散热器，也是关注自己的生活。 　　散热器起步较早发展成熟，当属欧洲，尤其是意大利。散热器在欧洲成熟出现店代大家公认为19世纪末，1890年在欧洲宅邸兴起，采用铸铁浮雕单柱形式，价格极其昂贵，作为一种生活中的品于社会。 　　1900-1920年代，伴随着散热器取暖的方便性、性被厂泛认可和用于社会交际场所(如教堂、剧院)的需要，产生了散热较大的多柱、铸铁浮雕散热器。满足了较大空间的楼堂馆所。 　　1920- 1930年代间，散热器次革命产生了单柱钢散热器，明显地提高了生产，较大满足社会需求。 　　1930-1950年代，随着人们生活水平的不断提高，大多数人放弃生火取暖的本方式。 追求更高生活水准。从而产生了大众化的散热器，即多柱铸铁和多柱钢散热器. 　　1950-1960年，人们已经医治完毕第二次大战的创伤。产生了较为良好的工革命成果，生活水平进一步提高。人们在满足取暖的同时，在节能环保、美观装饰方面提出了更高的要求。铜板式散热器以散热大、外观简洁、大方、价格适中，受到人们青睐，成为主流产品。 　　1960-1980年人们考虑到铝材传热系数高的特点，希望其能取代铸铁和钢散热器。但由于铸铝型材粗犷简单及不能很好解决碱性水腐蚀问题，故而在1980-1990年期间散热器主流又回归到钢。可人们要求其外观必须能和现代的家居格调相一致，满足人性化、个性化的要求。依据当时的生产工艺水平，大多数生产厂商普遍采用氩弧焊工艺插接式焊接，生产线条流畅的管式散热器。 　　1996年以后随着超声波自动焊接(激光焊)工艺的普及和焊接成本降低，国内生产厂商经过生产设备改造，大胆采用彩，运用文化底蕴和的创造力，以的化设计理念，创造出装饰性与采暖功能结合的现代钢散热器。