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题词：散热器、选型、设计
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1.目的
1.1.规范我司散热器基本设计思路，使公司散热器向通用型号集中，提高散热器可共用
性，降低散热器维护成本。
1.2.规范我司散热器选型标准，提高散热器可靠性。
2.范围
2.1.此选型规范适用于公司内部散热器的设计与选型参考。
3.定义
3.1.导热系数：稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，℃），在1
秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米•度，w/m•k（W/m•K，此处的K可用℃代替）。
3.2.辐射：由电磁波或机械波，或大量的微粒子(如质子，α粒子)由发射体出发，在空
间或媒质中向各个方向的传播过程，也可指波动能量或大量微粒子本身。
3.3.自然对流：由于流体内部存在着温度差，使得各部分流体的密度不同，温度高的流 体密度小，必然上升；温度低的流体密度大，必然下降，从而引起流体内部的流动为自然对流。这种没有外部机械力的作用，仅仅靠流体内部温度差，而使流体流动从而产生的传热现象，称为自然对流。
4.职责
4.1.选型需求人：参考《器件选型作业规范》4.1条款.
4.2.选型负责人：参考《器件选型作业规范》4.2条款.
4.3.选型审核人：参考《器件选型作业规范》4.3条款
5.工作程序
5.1.常用散热器分类
5.1.1.条款按散热器制造工艺分类
分为挤型、压铸、铲齿、焊接、插齿等
5.1.2.按散热器材质分类
分为铝合金散热器、铜合金散热器、铜铝结合散热器、铝加热管散热器、铜加
热管散热器、石墨散热器等
5.1.3.按散热方式分类
分为风冷散热器、液冷散热器、半导体制冷散热器、压缩机制冷散热器等
5.2.条款散热器不同材质与不同制造工艺组合对照表
5.3.常用散热器材料导热系数列表
5.4.散热方案选择
5.4.1.针对大功率LED芯片，其散热方式优先选用热管焊接风冷散热器；当对散热要求 非常高的情况下可选用液冷散热器、半导体制冷散热器或压缩机制冷散热器。
5.4.2.针对大功率芯片（如CPU），选用铝型材加风扇的强迫风冷散热方式。
5.4.3.针对小功率器件，一般选型铝型材散热片，结合系统风扇或自然对流散热方式。 5.4.4.针对低功率器件，一般不加散热器，而且采用自然对流散热方式。
5.5.铝剂散热器介绍
5.5.1.铝剂型材生产工艺介绍
主要是铝棒通过热熔、挤压、从而得到不同截面形状的铝材料。铝型材的生产流速记教程
程主要包括熔铸、挤压和上三个过程。
5.5.2.铝挤型散热器特性
由于铝合金型材具有导热性能较好、加工工艺简单、铝合金密度低、模具费低、
生产效率高等优势，在散热行业中广泛使用。为提高铝型材散热效率，通常手段
是长尽可能多的鳍片，以增大铝型材的截面积。鳍片越密集，数量越多，形状越
复杂，有效散热表面积，储热空间也越大。但不是鳍片越密集，散热效果越好，
其一是其风阻越大，对空气直接的对流系数越小，散热片与空气的热交换越小，
散热效果越差。其二是由于铝挤型材工艺特性“长宽比”瓶颈约束。因此鳍片密
度与对流传热系数达到某个平衡点，器散热效果最佳。其手段可以通过Flotherm
等热仿真软件进行仿真优化，来寻最优散热方案。（“长宽比”中“长”是指散
三明治面料
热片的鳍片高度；“宽”是指相邻的两个鳍片间距，长宽比越大，说明能做到有效
散热面积越大。目前工艺中铝型材长宽比通常只能达到18左右。）
5.5.3.铝挤型散热器设计要点
5.5.3.1.对应大功率器件（比如CPU芯片），在散热器基板设计时需考虑到短
时间内能尽可能多的吸收释放的热量，即瞬间吸热能力。这是因为
功率芯片核心面积越来越小，但热量越来越大，单位发热量非常大，
只有基板足够厚，热容足够大情况下才能满足其要求。基板厚度可
根据芯片总功耗进行预估，请公式为T=(7xlogW)-6 (W为芯片的功
率)自然对流散热片底板厚度需≥5mm(热平衡时间长)
5.5.3.2.散热器鳍片设计要点
1)对应自然对流散热方式，鳍片间隔在散热片壁面会因为表面的温度变化而
产生自然对流，造成壁面的空气层（边界层）流，空气层的厚度约2mm，
间隔需在4mm以上才能确保自然对流顺利，鳍片间隔太小，两个鳍片的
热边界层易交叉，影响鳍片表面的对流；如果鳍片间隔太大，则鳍片变
少，表面积减少，因此要确保自然对流顺畅的前提下，尽可能增加有效
散热表面积。
2)对应强迫风冷散热方式，鳍片密度要求合理，可通过热仿真软件进行仿真
优化，寻最佳方案；在平板型鳍片做成横切剖沟，切成多个短部分，
当风向为不定方向时，可提供散热效果；冲击流冷却利用气流由鳍片顶
端向底部冲击，可提供散热效果；在鳍片表面加波浪齿，纹厚一般小于
0.5mm；可提高散热效果；
5.6.常用散热器固定方式
5.6.1.直接粘贴固定方式
5.6.1.1.使用条件
1)芯片热设计功率要求较小，一般在2~5W为宜。
2)芯片与散热片接触处的表面积较大。
5.6.1.2.优点
1)成本较低，组装方便。
2)PCB中无需散热器安装孔，方便PCB走线，同时增加PCB中元器件放置空
间。
5.6.1.3.缺点
1)因为直接粘贴，芯片与散热片之间无扣合压力，不能使之充分接触，导致
接触热阻增加。
2)在运输及震动过程中散热片所受的重量及冲击力会传递给芯片的焊接锡内胎硫化机
球，可能导致芯片因接触不良而失效。
3)在运输及震动过程中，散热片容易脱离。散热片粘到芯片后易取下来，维
修不方便。
5.6.2.用Push Pin固定
5.6.2.1.使用条件
1)芯片热设计功率要求较小，一般在3~10W为宜。
2)安装孔位置要求在芯片中心对称，保证芯片受力均衡。
3)由于Push Pin为塑胶件，而且弹簧弹力较小，因此多应用重量轻尺寸小的
散热片中。
5.6.2.2.优点
1)成本较低，组装方便。
2)装卸方便，容易维护。
5.6.2.3.缺点
比例混合器1)只适合重量较轻、面积较小的铝型散热片中。
2)PCB板上需开安装孔，影响PCB走线。
5.6.3.用六角铜螺柱及螺钉的硬连接
5.6.3.1.使用条件
1)芯片热设计功率较大。
2)一块散热片同时对多个高度不同的芯片进行散热。
5.6.3.2.优点
1)结构稳定可靠，能承受体积大重量大的散热片。
2)抗震性能高，不会出现压伤芯片的情况。
3)装卸方便，容易维护。
5.6.3.3.缺点
1)芯片高度不同，需要不同高度的铜螺柱，可共用性差。
2)较矮芯片与散热片之间的间隙需要用导热垫填充，影响散热效果。
3)PCB板上需开安装孔，影响PCB走线。
5.6.4.用螺丝弹簧的连接
5.6.4.1.使用条件
1)芯片热设计功率较大。
2)一块散热片同时对单个高功率芯片或对多个高度不同的芯片
5.6.4.2.优点
1)结构稳定可靠，能承受体积大重量大的散热片。
2)弹簧能提供扣合压力，因此主芯片与散热器之间可用导热膏填充，避免用
导热垫而产生的热阻，散热效果良好；CPU等高功率芯片均用类似的固定
高压配电盒结构。
3)装卸方便，容易维护；可共用性较好。
5.6.4.3.缺点
1)抗震性较差，整机高强度震动时容易把芯片压伤。
2)PCB板上需开安装孔，影响PCB走线。
5.6.5.散热器固定方式选择
根据我司产品特点，基于可靠性、可维护性及价格综合考虑，优先选用Push Pin
固定及螺丝弹簧的连接固定方式。
5.7.散热器设计与选型要求
5.7.1.散热器固定安装方式
5.7.1.1.针对小功率器件，散热器统一采用Push Pin（塑料卡扣）的固定方式，
高频电子水处理器
安装孔数量统一采用2个
5.7.1.2.针对特殊应用场合，散热器采用螺丝的固定方式，安装孔数量统一采用
4个
5.7.2.安装孔尺寸
5.7.2.1.P CB上对应散热器的安装孔内径统一要求为Φ3mm，覆盖铜箔孔外径统
一要求为Φ6mm，详细尺寸如下
5.7.2.2.针对2孔的固定方案，根据散热片大小不同，暂定两种标准孔距，详细
尺寸如下
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