铝挤散热设计参考.doc

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1、铝挤散热（自然散热）设计参考一、铝挤散热示意：热量由发热源（芯片）传导到导热层，再由导热层传导到散热面（鳍片），由散热面（鳍片）与空气进行热量交换。二、铝挤自然散热设计的基本要求和常用方法：1．增加散热面（鳍片）的散热速度常用方法：（1）增加散热面积：（a）增加鳍片数量（b）鳍片表面做波浪纹（2）在尽量不减小面积的情况下减少鳍片的热容量：剖沟（3）外表面黑色处理：据HEATSINK厂商介绍理论上可提高10%的散热效果，目前在GD-NM10案子上效果不明显。2．内部的主要发热器件设计时，热量尽可能直接传导到外壳上3．导热层的温度分布要均匀4．鳍片、导热层、发热源

2、（芯片）热容量关系：（1）导热层的热容量要与芯片发热功率相匹配。在不改变材质的情况下，也就是导热层的体积要与芯片发热功率相匹配（热容量=重量X比热容=（体积X密度）X比热容。密度、比热容由材料决定）（2）鳍片的热容量≤导热层的热容量。也就是在相同材质的情况下，鳍片的体积≤导热层的体积5．鳍片、导热层、发热源（芯片）温度关系：鳍片---发热源温差≤10℃三、铝挤自然散热设计的基本计算建议1．导热面积计算：Q=F×(ɑ×⊿T)Q----散热功率F----自然对流散热面积⊿T----环境温差ɑ---散热系数（通常合理范围3--5,＜3散热面积过大.＞5散热面积过小）

3、2．散热鳍片与导热层热容量比值计算：V1/V2V1---散热鳍片体积V2---导热层体积3．导热层体积与散热功率比值计算：V2/Q四、对于以前已做出的产品做散热试验数据对比，用于确定比较合理的设计参数1．散热试验数据对比：2．散热试验数据对比分析：（1）TANK-GM45：散热面积偏大；导热层体积偏大；结构强度较好，加工性能较好。测试通过（2）GD-NM10（未剖沟）：散热面积偏小；鳍片热容量太大；散热效果差，测试未通过（3）GD-NM10（剖沟）：散热面积合理；鳍片热容量合理；导热层体积合理；结构强度偏弱，加工性能较差。测试通过（4）AFL2-12A：散热面

4、积太小，造成鳍片与环境温差大；散热效果差。测试未通过（5）IMB-Q670-R10（TEST1）散热面积合理；鳍片热容量合理；导热层体积太小，导热层热容量小，鳍片散热不能充分发挥作用。测试未通过，50℃时CPU降频到1.4GHz（6）IMB-Q670-R10（TEST2）在TEST1的基础上增加了导热层体积，V1/V2=1明显改善。50℃时CPU降频到2.7GHz40℃时CPU降频到3.0GHz30℃时CPU无降频.。存在问题由于手版为机加工没法做出鳍片波浪纹，为了满足散热面积鳍片间距太小（为2mm）直接影响散热。如果开模鳍片做波浪纹，鳍片间距可达到4.5mm

5、。整体散热效果可达到设计要求。3．目前对于设计参数的建议：（1）导热面积计算：温差（⊿T）建议值：20℃散热系数（ɑ）建议值：4.5---5(2)散热鳍片与导热层热容量比值计算：建议值：0.85---1（热源功率大选取值大，热源功率小建议选取值小）(3)导热层体积与散热功率比值计算：V2/Q=6750--7500mm³/W4．设计算式：五、对于鳍片设计的限制：（1）鳍片设计c值必须≥3mm（试验证明过小很明显影响散热）（1）a/b比值：a/b比值根据铝挤成型使用的压机挤出压力大小来确定，挤出压机吨位越大a/b比值越大，如果a/b比值设计小了会造成模具齿强度不够

6、，断裂。挤出压机吨位选用根据挤出件截面尺寸、挤出难易程度确定（成形厂建议）（A）800T挤出机：a/b≤1/10（B）1800T挤出机：a/b≤1/8（C）2500T挤出机：a/b≤1/6（D）3600T挤出机：a/b≤1/4