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Icepak高级建模5_散热器

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散热器 P211--P252
散热器
散热器是依靠增加元件散热表面积而增强某元件散热的器件
牛顿定律: Q = h . A . (Tw-Tf)
Q = 元件总散热量
A = 元件表面积
Tw= 元件表面温度
Tf= 周围流体温度
h = 热传导系数
从这个方程可以看到:给定Q, h 和Tf, 元件的表面积(A)越大,元件的表面温度(Tw)越低
最常用的散热器类型是有翅片的散热器
–翅片是由挤压,molding, 或machining得到
–由传热材料粘合上去的
最常用的散热器材料是铝和铜
–造价低
–易于加工
这些材料的热膨胀系数很大(TCE)
所以,这些材料的散热器不能用于TCE很低的封装(如氧化铝),对于这一类的封装则需要用TCE也很低的散热器,或使用粘合材料来粘接封装和散热器
散热器的类型
散热器类型:
–冲压式Stampings
–挤压式Extrusions
–联结式Bonded/Fabricated
–折叠式Folded
–液体冷却冷板Liquid-cooled cold plates
–Casting
冲压式散热器:
–铜或铝金属片
–造价低,用于低功率元件散热
挤压式散热器:
–可以用于功率较大的元件
–可以是挤压式,交叉挤压式或锯齿类型
–受到高度-间隙比值和翅片厚度的限制
联结式散热器Bonded/Fabricated Heat Sinks:
–属于高性能的散热器
–没有高度-间隙比值和翅片厚度的限制
翅片折叠式散热器Folded-Fin Heat Sinks:
–把具有皱纹的薄金属片联结或焊到金属底板上
–散热器具有较小的截面
液体冷却冷板Liquid-Cooled Cold Plates:
–在块中有管子或通道
–用于功率为500 -30,000 W/m2元件的散热
铸式散热器Casting Heat Sinks:
–大体积产品中的高密度翅片散热器
–热传导率不高


散热器的类型

交叉挤压式散热器
交叉挤压式散热器(可以用于流体不只沿一个方向流动的情况)
翅片联结式散热器(可用于需要大表面积的情况)
翅片折叠式散热器(可以用于增加表面积)
主动式散热器Active Heat Sinks(可用于局部冷却)

散热器效率
散热器效率定义如下:
η= Q / (m.c.ΔTsA)
Q = 总热流
m = 空气质量流率
c = 冷却流体的比热
ΔTsA= 散热器和冷却流体之间的平均温度差


Type of Heat Sink        η Range, %
Stampings and Flat Plates   10-18
Finned Extrusions           15-22
Impingement Flow Heat Sinks   25-32
Fully Ducted Extrusions    45-58
Ducted Pin-Fin,Bonded and Folded Fins  78-90

散热器材料Heat sink material Thermal Conductivity(W/m-C)

Icepak资料下载:  Icepak高级建模(456页).pdf

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