绕铝复合型散热器是什么?

2025年7月4日  作者:nuanqi188  点击量: 2次

  “绕铝复合型散热器” 这个名称在日常交流中并不算非常标准化的术语,但它很形象地描述了一种非常常见的、高性能的散热器结构类型。它的核心在于结合了不同金属材料的优势来达到更好的散热效果。我们通常更规范地称之为 “铜底铝鳍片散热器” 或 “穿Fin工艺散热器”。理解它需要抓住几个关键点:

散热器

  1. 核心结构:两种金属的结合

    • 铜底座: 这是散热器直接接触热源(比如CPU、GPU芯片)的部分。铜具有极佳的导热性,这意味着它能非常快速地将芯片产生的巨大热量吸收并传导出去。

    • 铝鳍片: 这是散热器上大量的、密集排列的薄片。铝的导热性虽然不如铜,但成本更低、密度更小(更轻)、并且更容易加工成具有巨大表面积的复杂鳍片结构。铝的关键优势在于其优秀的散热能力(热容和与空气的热交换效率),尤其是在有风扇强制气流的情况下。巨大的鳍片表面积能最大化地与流过的空气接触,从而高效地将热量散发到空气中。

  2. “绕铝”或“穿Fin”工艺:如何结合

    • 这个名称的关键在于描述铜底座和铝鳍片是如何连接在一起的。

    • 工艺过程大致是:首先制造出一个纯铜的、平整的底座(通常底面非常光滑以保证与芯片良好接触)。

    • 然后,将大量独立的铝质鳍片(通常是长方形薄片,中间有精确尺寸的孔洞)“穿”或者“压” 到这个铜底座上。铜底座上会有对应的、尺寸略小于鳍片孔径的凸起(鳍柱)。

    • 通过精密的机械压力或专门的工艺(如热胀冷缩),将铝鳍片紧密地、牢固地挤压固定在铜底座的鳍柱上。这个过程确保了铝鳍片和铜底座之间形成尽可能大的金属与金属接触面积

    • 想象一下:就像是把很多铝片“穿”过铜柱,然后“压紧”固定住。这个“穿”的动作,可能被部分人形象地称为“绕铝”(虽然“穿”更准确)。

  3. 为什么要这样复合设计?优势是什么?

    • 取长补短,性能与成本的平衡:

      • 铜: 快速吸热导走(导热性好) -> 解决热源处热量堆积的瓶颈。

      • 铝: 提供巨大的散热面积,高效地将热量散发到空气中(散热性能好),同时成本低、重量轻 -> 解决最终散热的效率和经济性问题。

    • 相比纯铝散热器: 纯铝散热器(通常是挤压成型的一体铝块)虽然成本最低,但导热性较差,在芯片瞬时发热巨大时,热量不能快速从接触面传导到远端鳍片,导致靠近芯片的区域温度过高(热瓶颈),整体散热效率受限。铜底解决了这个热传导瓶颈。

    • 相比纯铜散热器: 纯铜散热器导热性最好,但成本极高、非常沉重,而且铜本身相对较软,难以加工出像铝那样高密度、薄而复杂的鳍片结构(加工成本也极高)。铝鳍片提供了更优的性价比和更轻的重量,以及更大的有效散热面积。

    • 相比热管+铝鳍片: 这是更高级、更主流的方案。铜底铝鳍片(穿Fin)可以看作是热管方案出现前的高性能主流方案,或者用于中端及对成本更敏感的场景。热管能更高效地将热量从铜底(或均热板)快速、远距离地传递到整个鳍片阵列的各个部分,性能通常优于纯铜底穿Fin。但在一些特定设计或成本限制下,穿Fin结构仍有其应用价值。

  4. 典型应用:

    • 这种结构在计算机CPU散热器(尤其是早些年或中端风冷散热器)中非常常见。

    • 也常用于显卡散热器大功率LED照明某些电源模块以及其他需要高效散热的电子设备中。

总结来说:

“绕铝复合型散热器”指的就是一种采用铜作为吸热底座、铝作为散热鳍片,并通过“穿Fin”工艺将两者紧密结合的散热器。它的设计哲学是利用铜优异的导热性快速吸收并导出热源的热量,再利用铝优异的散热性、轻质和低成本特性提供巨大的散热表面积,最终通过风扇气流将热量高效散发到空气中。这种结构在性能和成本之间取得了良好的平衡,是电子散热领域中一种经典且广泛应用的设计方案。