ทำไมอลูมิเนียมจึงเป็นวัสดุระบายความร้อนที่พบบ่อยที่สุด

ทำไมต้องเลือกอลูมิเนียมเป็นวัสดุระบายความร้อน?

ในปัจจุบันโดยทั่วไป วัสดุสำหรับครีบระบายความร้อนในตลาดคือโลหะผสมอลูมิเนียม อันที่จริง อลูมิเนียมไม่ใช่โลหะที่มีค่าการนำความร้อนที่ดีที่สุด เงินดีที่สุด รองลงมาคือทองแดง และตามด้วยอลูมิเนียม อย่างไรก็ตาม เงินมีราคาแพงเกินไปที่จะใช้เป็นแผ่นระบายความร้อน แม้ว่าทองแดงจะเทอะทะ แต่ก็มีข้อดีในด้านการกระจายความร้อนและราคา และตอนนี้ก็ค่อยๆ ใช้เป็นฮีตซิงก์ อลูมิเนียมมีทั้งค่าการนำความร้อนและน้ำหนักเบา ดังนั้นจึงมักใช้เป็นวัสดุระบายความร้อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ฮีตซิงก์อะลูมิเนียมไม่ใช่อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ 100 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากอะลูมิเนียมบริสุทธิ์นั้นอ่อนเกินไป จึงมีการเพิ่มโลหะอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยและหล่อเป็นอลูมิเนียมอัลลอยด์เพื่อให้ได้ความแข็งที่เหมาะสม แต่อะลูมิเนียมยังคงมีสัดส่วนประมาณ 98 เปอร์เซ็นต์

     จากการพิจารณาอย่างครอบคลุมของต้นทุนและความสามารถในการกระจายความร้อน เรามักใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นวัสดุระบายความร้อน

อะลูมินัมบริสุทธิ์และอะลูมินัมอัลลอย

(รูปภาพจากอินเตอร์เน็ต)

ข้อดีของอลูมิเนียมอัลลอยด์

ดิ ค่าการนำความร้อนบ่งชี้ การนำความร้อนของโลหะ ยิ่งค่าการนำความร้อนมากเท่าใด ค่าการนำความร้อนก็จะยิ่งต่ำลงและค่าการนำความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้น ในบรรดาวัสดุที่เป็นโลหะ เงินมีค่าการนำความร้อนสูงสุด แต่ค่าใช้จ่ายสูง ทองแดงบริสุทธิ์เป็นอันดับสอง แต่การประมวลผลไม่ง่าย อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 T5 มักใช้ในการระบายความร้อนด้วยอากาศฮีทซิงค์เนื่องจากสามารถใช้การได้ดี รักษาพื้นผิวได้ง่าย และต้นทุนต่ำ

เทรนด์ปัจจุบัน

อย่างไรก็ตาม ด้วยความต้องการการกระจายความร้อนที่เพิ่มขึ้น การใช้วัสดุที่หลากหลายที่มีการนำความร้อนสูงอย่างครอบคลุมได้กลายเป็นเทรนด์ทั่วไป ฮีตซิงก์บางตัวทำจากทองแดงบริสุทธิ์หรือผสมทองแดงกับอะลูมิเนียม

ตัวอย่างเช่น ฮีตซิงก์บางตัวใช้ทองแดงบริสุทธิ์ที่ด้านล่างเพื่อใช้ประโยชน์จากการนำความร้อนขนาดใหญ่ของทองแดงและการถ่ายเทความร้อนที่ค่อนข้างใหญ่ ในขณะที่ครีบยังคงใช้โลหะผสมอะลูมิเนียมครีบเพื่อให้พื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนมีขนาดใหญ่ที่สุดสำหรับการประมวลผลที่ง่าย เพื่อเพิ่มการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของวิธีนี้คือการต่อครีบทองแดงและอะลูมิเนียมให้แน่น หากการเชื่อมต่อไม่ดี ความต้านทานความร้อนแบบสัมผัสจะถูกสร้างขึ้นในปริมาณมาก ซึ่งจะส่งผลต่อผลการกระจายความร้อน

ฐานทองแดงพร้อมครีบอลูมิเนียม