Aluminium vs cuivre: Quel est le meilleur pour les dissipateurs de chaleur?

Avant de personnaliser les dissipateurs de chaleur pour nos clients dans ZP Heat Wink, la première étape consiste à décider du matériau en fonction des exigences d'application du produit / projet du client. L'aluminium et le cuivre sont tous deux des matériaux de dissipateurs de chaleur courants, mais ils ont des caractéristiques différentes, de sorte que les scénarios d'application peuvent être différents.

 

Premièrement, les avantages de l'aluminium peuvent inclure le léger et le faible coût. L'aluminium est moins dense que le cuivre, il est donc plus léger pour le même volume, ce qui est important pour les appareils qui nécessitent une réduction du poids. De plus, l'aluminium est généralement moins cher que le cuivre, ce qui le rend plus rentable pour la production de masse. En termes de transformation, l'aluminium peut être plus facile à extruder et à former, ce qui le rend adapté aux structures complexes des dissipateurs de chaleur. En termes de résistance à la corrosion, l'aluminium développe une couche d'oxyde à sa surface, qui peut avoir un effet protecteur, bien que l'anodisation puisse être nécessaire pour l'améliorer.

 

Parlons ensuite des inconvénients de l'aluminium. En termes de conductivité thermique, bien que l'aluminium ait un bon coefficient de conductivité thermique, il est inférieur au cuivre, de sorte que la conductivité thermique peut ne pas être aussi efficace que le cuivre. En termes de force, l'aluminium peut être plus doux et plus facile à déformer, en particulier dans les environnements à haute température, et peut ne pas avoir suffisamment de stabilité structurelle pour une utilisation à long terme. En termes de difficulté de soudage, l'aluminium peut nécessiter des techniques spéciales, telles que le soudage à l'arc arc, ce qui peut augmenter les coûts de production.

 

 

Viennent ensuite les avantages du cuivre. Le cuivre a une conductivité thermique significativement plus élevée que l'aluminium, ce qui signifie une dissipation de chaleur plus efficace pour les dispositifs de haute puissance. Le cuivre est plus fort, plus résistant aux températures élevées, moins sujets à la déformation et peut avoir une durée de vie plus longue. En termes de soudabilité, le cuivre, malgré son point de fusion élevé, établit une connexion plus forte après le soudage et peut être adaptée aux applications nécessitant une forte fiabilité.

 

Les inconvénients du cuivre sont d'abord le coût élevé, la matière première est coûteuse et le coût de traitement est également élevé car le cuivre est plus lourd et difficile à traiter. En termes de poids, le cuivre est plus dense et le dissipateur de chaleur sera plus lourd, ce qui le rend inadapté aux applications sensibles au poids. Résistance à la corrosion, le cuivre est facile à oxyder, la surface de la formation d'oxyde de cuivre, bien qu'elle n'aide pas la conductivité thermique, mais elle peut affecter l'apparence, à long terme dans un environnement humide peut avoir plus de problèmes de corrosion.

 

Ensuite, le scénario d'application du produit du client doit être pris en compte. En tant que fabricant professionnel personnalisé de dissipateurs de chaleur industriels, nous devons tenir compte des besoins des différents environnements industriels. Par exemple, les dispositifs électroniques à haute puissance peuvent nécessiter la conductivité thermique élevée du cuivre, tandis que les applications de coûts ou légères peuvent être plus adaptées à l'aluminium. De plus, en termes de processus de production, l'extrusion d'aluminium convient à la production de masse, tandis que le cuivre peut être davantage utilisé pour des solutions thermiques personnalisées qui nécessitent des performances plus élevées.

 

Nous pouvons maintenant considérer l'utilisation d'une combinaison de deux matériaux, comme une base de cuivre et des nageoires en aluminium, afin de profiter à la fois de l'absorption de chaleur rapide du cuivre et de la dissipation thermique légère et à faible coût de l'aluminium. Mais cela aurait le problème de la résistance thermique d'interface et nécessiterait de bonnes techniques de soudage ou d'adhésion.

 

Nous devons également considérer la recyclabilité du cuivre ou des facteurs environnementaux? Il se peut que l'aluminium soit plus facile à recycler, mais les clients peuvent être plus préoccupés par les performances et les coûts. De plus, la capacité thermique, le cuivre a une capacité thermique plus élevée que l'aluminium, ce qui peut aider à la dissipation de chaleur transitoire, mais généralement la conception du dissipateur de chaleur est plus préoccupé par la conductivité thermique et la résistance thermique. Jetons un coup d'œil aux valeurs de conductivité thermique des deux matériaux, l'aluminium est d'environ 237 W / Mk, le cuivre est d'environ 401 w / mk. densité, l'aluminium est d'environ 2700 kg / m³, le cuivre est d'environ 8900 kg / m³.

 

 

 

 

1. Léger
- Faible densité (environ 2700 kg / m³) et 1/3 du poids du cuivre, ce qui le rend adapté aux applications sensibles au poids (par exemple, automobile, dispositifs portables).

2. Faible coût
- Les prix des matières premières sont bien inférieurs à ceux du cuivre, et les coûts de traitement sont également plus bas (par exemple, le processus de moulage d'extrusion est mature), ce qui le rend adapté à la production de masse.

3. Excellente processeur
- Facilement extrudé dans des structures d'ailettes complexes, permettant une fabrication rapide de dissipateurs thermiques minces, légers et élevés.

4. Résistance à la corrosion
- La couche d'oxyde naturel (al₂o₃) à la surface protège contre la corrosion, et la durabilité est encore meilleure après l'anodisation.

 

 

 

1. Conductivité thermique inférieure
- Conductivité thermique d'environ 237 W / Mk, seulement 60% du cuivre, l'efficacité thermique est limitée, pas adaptée à des scénarios de puissance extrême.

2. Faible résistance mécanique
- facilement adoucis et déformé à des températures élevées, une utilisation à long terme peut entraîner une baisse de la stabilité structurelle.

3. Difficulté de soudage plus élevée
- Soudage d'arc arc et autres processus spéciaux, augmentant les coûts de fabrication.

 

 

 

1. Excellente conductivité thermique
- Conductivité thermique de 401 W / Mk, absorption de chaleur et transfert de chaleur plus rapidement, adapté à des équipements de densité haute puissance (tels que les serveurs, les cartes graphiques haut de gamme).

2. Résistance mécanique élevée
- Résistance à la température élevée et pas facile à déformer, la stabilité à long terme est meilleure que l'aluminium.

3. Fiabilité élevée de soudage
- Joints de soudage plus forts, adaptés aux scénarios industriels avec des exigences de fiabilité élevées.

 

 

 

1. Coût élevé
- Le prix des matières premières est 3-5 des fois plus élevé que celui de l'aluminium, et la consommation d'énergie de traitement est élevée (par exemple, la coupe et l'estampage sont difficiles).

2. Poids élevé
- La densité est élevé que 8900 kg / m³, ce qui augmente le poids global de l'équipement.

3. Mauvaise résistance à l'oxydation
- La surface s'oxyde facilement (CUO est formé) et nécessite un traitement tel qu'un placage de nickel pour éviter la détérioration de l'apparence, et une corrosion électrochimique peut se produire dans des environnements humides.

 

 

 

Scénarios préférés pour l'aluminium: sensibles aux coûts, exigences légères, dissipation de chaleur à faible puissance (par exemple, éclairage LED, électronique grand public).

Scénarios préférés pour le cuivre: besoins de dissipation de chaleur extrême, équipement industriel à haute fiabilité (par exemple, centres de données, électronique électrique).
Solution hybride: base de cuivre (absorption de chaleur rapide) + ailettes en aluminium (dissipation de chaleur efficace), équilibrer les performances et le coût, mais doit résoudre le problème de résistance thermique de l'interface (par exemple, le soudage de reflouer ou par le processus de puce).

En considérant les exigences de conductivité, de coût, de poids et de processus thermique, le matériau ou la combinaison de solutions les plus appropriés peut être sélectionné sur la base de scénarios d'application spécifiques.

 

Maintenant, le matériau que vous choisissez, ZP Heat therm sélectionnera le bon matériau pour vos exigences d'application de produit ou de projet pour vous assurer que le dissipateur de chaleur adaptra le fonctionnement du produit.