散热板


铜铝复合材料在散热行业应用优势主要体现在:它成功结合了铜和铝两种金属的优点,同时弥补了各自的不足:

1. 优异的综合导热性能:

发挥铜的高导热性:铜是自然界导热性能仅次于银的金属(纯铜热导率约400 W/m·K)。在复合材料中,铜层通常作为与热源直接接触的界面(如芯片底座),能够快速吸收和横向扩散热量(热扩散能力强)。

结合铝的轻量化和成本效益: 铝的导热性虽然不如铜(纯铝热导率约237 W/m·K),但仍然属于良好的导热材料,并且密度低、重量轻、成本远低于铜。复合材料中的铝层通常作为散热鳍片或基板的主体,负责将铜层扩散开的热量通过对流和辐射散发到环境中。

铜铝结合形成协同效应:复合材料结构使得热量能够从高导热的铜层快速传递到铝层,再由大面积的铝鳍片高效散出,整体散热效率接近纯铜基板,但成本显著降低。

2. 显著的成本优势:

原材料成本优势:铝的价格远低于铜。在保证核心导热界面(铜层)性能的前提下,使用铝作为散热鳍片的主体材料,大大降低了整体材料成本。

加工成本优势:铝比铜更软,更容易进行挤压、冲压、切削等加工,成型为复杂形状的散热鳍片效率更高,加工成本更低。纯铜散热器加工难度大、耗时长、成本高。

3. 产品轻量化:

铝的密度约为铜的1/3。使用铜铝复合材料替代纯铜散热器,可以大幅减轻散热器的重量。这对于便携式电子设备(如笔记本电脑、手机)、航空航天、电动汽车等领域至关重要,有助于实现轻量化设计。

4. 良好的热膨胀系数匹配性:

铜和铝的热膨胀系数存在差异(铜约17 ppm/K,铝约23 ppm/K),但这比某些陶瓷基板与金属的结合更接近。通过合理的结构设计和可靠的复合工艺可以确保复合材料在温度循环下的结构稳定性,减少热应力导致的变形或开裂风险,提高长期可靠性。相比之下,机械结合(如穿Fin、焊接)的铜铝散热器在冷热循环下更容易因热膨胀系数差异而失效。

5. 可靠且高效的界面热传递:

高质量的冶金结合形成的铜铝界面,热阻远低于传统的机械结合方式(如螺丝紧固、穿Fin工艺中的接触热阻)。这保证了热量能够高效地从铜层传递到铝层,避免了界面成为散热瓶颈。

6. 成熟的制造工艺:

*轧制复合的工艺已经相当成熟,能够实现大规模、高效率、稳定质量的生产。

因此,铜铝复合材料在现代电子设备(CPU/GPU散热器、LED灯具基板)、电力电子(IGBT散热基板)、通讯设备、汽车电子(尤其是新能源汽车的电机控制器、车载充电机)、变频器等领域的高效散热解决方案中得到了广泛应用,成为平衡性能、成本和重量的理想选择。

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散热板02

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散热板03

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散热板04

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