2023年4月18日发(作者：课堂活动设计)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HEATS团队正能量
INK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（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(⊿T)
Q----散热功率 F----自然对流散热面积 ⊿T----环境温差 ---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）
2．散热鳍片与导热层热容量比值计算：V1/V2 V1---散热鳍片体积 V2---导热层体积
3．导热垂范是什么意思
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：
项目名称测试数据单位计算数据备注
一TANK-GM45
1散热功率(Q)45WQ=F(⊿T)
2自然对流散热面积(F)0.543㎡
3温差(⊿T)20℃在20℃以内比较合理
4散热系数()4.14
5散热面体积(V1)396000mm
6导热层体积(V2)533000mm
7散热面与导热层热容量比值0.74
导热层体积(V2)与散热功率
(Q)比值
散热试验数据对比
通常合理范围3--5, ＜3
散热面积过大. ＞5散
热面积过小.
热容量=重量X比热容 重
量=体积X密度
由于为同一种材料 热
容量比=V1/V2≤1
8mm/W11844.44温度均匀
二GD-NM10(未剖沟60℃未通过)
1散热功率(Q)25WQ=F(⊿T)
2自然对流散热面积(F)0.2嘴唇面相
632㎡
3温差(⊿T)18.4℃在20℃以内比较合理
4散热系数()5.16
5散热面体积(V1)195000mm
6导热层体积(V2)169000mm
7散热面与导热层热容量比值1.15
导热层体积(V2)与散热功率
(Q)比值
通常合理范围3--5, ＜3
散热面积过大. ＞5散
热面积过小.
热容量=重量X比热容 重
量=体积X密度
由于为同一种材料 热
容量比=(V1/V2)≤1
8mm/W6760.00
三GD-NM10(剖沟65℃通过)
1散热功率(Q)25WQ=F(⊿T)
2自然对流散热面积(F)0.272㎡
3温差(⊿T)18.4℃在20℃以内比较合理
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 GHz
（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 40℃时CPU降频到 GHz 30℃
时CPU无降频.。存在问题由于手版为机加工没法做出鳍片含碱性比较高的食物有哪些
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。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（）建议值：
(2) 散热鳍片与导热层热容量比值计算： 建议值：（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--7500 mm/W
4．设计算式：
项目名称设计参数单位计算数据备注
1散热功率(Q)WQ=F(⊿T)
2自然对流散热面积(F)㎡0
3温差(⊿T)15℃在20℃以内比较合理
通常合理范围3--5,
＜3散热面积过大.
＞5散蔡邕
热面积过小.
建议教资有什么用
值：4.5---5
4散热系数()5
5散热面体积(V1)mm0
6导热层体积(V2)mm0
散热面与导热层热容
量比值
71
热容量=重量X比热容
重量=体积X密度
由于为同一种材料
热容量比=V1/V2≤1
建议值：0.85---1
mm生病的英语
/W建议值：6750--750086750
导热层体积(V2)与散
热功率(Q)比值
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）
（2） 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，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
