전자 장치가 점점 소형화되고 고성능이 되면서 열 관리가 중요한 엔지니어링 과제로 대두되었습니다. 열 조절의 알려지지 않은 영웅인 방열판은 구성 요소에서 주변 환경으로 열을 전달하여 장치 안정성과 수명을 유지하는 데 중추적인 역할을 합니다. 재료 선택은 근본적으로 방열판의 효율성을 결정하며, 구리와 알루미늄이 시장을 주도하고 있습니다. 이 분석에서는 엔지니어링 결정을 안내하기 위해 속성, 장단점, 응용 전략 및 새로운 대안을 조사합니다.
열 전달 장치로 작동하는 방열판에는 미터-켈빈당 와트(W/m·K)로 측정되는 탁월한 열 전도성을 지닌 재료가 필요합니다. 알루미늄과 구리가 이 분야를 장악하고 있으며 각각 뚜렷한 장점을 제공합니다.
순수 구리(401 W/m·K)는 알루미늄(237 W/m·K)보다 성능이 뛰어나지만 합금 공식 및 제조 기술을 통해 실제 응용 분야에서 이러한 격차를 줄일 수 있습니다.
상업용 방열판의 약 80%를 차지하는 A6061(167W/m·K) 및 A6063과 같은 알루미늄 합금은 다음과 같은 유리한 특성의 조합을 통해 지배적입니다.
시장의 15% 미만을 차지하지만 구리의 탁월한 전도성(401W/m·K)은 고성능 시나리오에 필수 불가결합니다.
중요한 제한 사항은 다음과 같습니다.
혁신적인 구리-알루미늄 조합은 열원에서는 구리의 전도성을 활용하고 다른 곳에서는 알루미늄의 경량 특성을 활용합니다. 다음을 포함한 고급 접착 기술:
—0.05cm²·K/W 미만의 계면 열 저항을 달성할 수 있습니다.
생산 방법은 열 성능에 큰 영향을 미칩니다.
| 프로세스 | 핀 두께 | 종횡비 | 비용 요소 |
|---|---|---|---|
| 압출 | ≥1.2mm | 10:1 | 1× |
| 스카이빙 | 0.3-0.8mm | 20:1 | 3-5× |
차세대 솔루션은 기존 금속의 한계를 해결합니다.
최적의 재료를 선택하려면 다음을 평가해야 합니다.
장치 전력 밀도가 100W/cm²를 넘어섬에 따라 열 관리 환경은 계속 발전하고 있습니다. 알루미늄은 대부분의 응용 분야에서 여전히 실용적인 선택이지만, 구리의 뛰어난 성능은 중요한 시스템에서 구리의 프리미엄을 정당화합니다. 새로운 복합 재료와 고급 제조 기술은 방열판 기능을 재정의하여 열 솔루션이 기술 발전에 보조를 맞출 수 있도록 보장합니다.
