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半导体散热器的原理是“介质的超强导热特性”。行业内将帮助“半导体零件”散热的配套部件称为“半导体散热器”,而该散热器采用的材质、结构都是围绕导热、散热进行研发、设计、制造的,主要是利用这些特殊材质和结构的材料的超强导热性,旨在帮助半导体零件散热,使其能够正常运行,不过半导体散热器分为两种,一种是集成在半导体配件上,一种是外置在半导体配件上,虽然材质、结构不同,但功能和原理基本一致。
半导体散热器的材质有哪些?半导体散热器的材质有很多,比如工程塑料、铝合金、铜合金、冷却装置、陶瓷、石墨、石墨烯薄片、石墨烯涂层等,这些都可以用来半导体散热器,不过基于行业、半导体功耗、使用环境的不同,散热器的样式、结构会有一定的区别,以电脑常规散热器为例,为电脑的CPU进行散热时,通常会在缝隙处使用硅脂进行衔接,散热片通常采用铝合金、铜合金或陶瓷三种,不过部分高端设备也会采用水冷循环(管道内是冷却液)装置,但不管是哪一种装置,其使用的材质都是具有超强导热特性的材料,而最常见的散热器通常为木梳状设计,这样做的目的是增加散热器接触外界空气的面积,再配合一些加速空气流速、降低空气温度的装置,通常为风扇或水冷循环系统,藉此再进一步增加散热器的导热、散热作用。
半导体散热器的结构概述严格来讲,半导体散热器要分为两部分,一种是直接存在于半导体零件上的部分(封装),一般在出厂时会封装在半导体零件上;另一部分是额外安装在半导体零件上的配套散热装置,以电脑CPU为例,CPU正面标注有型号参数的那个面,就属于封装半导体散热器的一种,而后续涂抹的硅脂、安装的散热片和风扇,属于另一种半导体散热器。
此外,提及与半导体零件封装在一起的半导体散热器时,就不得不提到帕尔贴效应,该效应的主要特点就是在贴合芯片内部一端会吸热,然后在另一端放热,也就是外置半导体散热器接触的那个面,虽然乍一看这个效应名称好像很高级,实际上仍然是利用介质的超强导热性来帮助半导体零件进行散热,而这两种半导体散热器的区别就在于封装,一个是集成在半导体零件上,一个是单独外置在半导体零件上。
结束语:半导体零件处于工作、运行状态时,会产生大量的热,不管是哪一种半导体散热器,其材质和结构都具有超强的导热性,旨在帮助半导体零件降温,早期封装在半导体零件上的石墨涂层、金属外壳,以及后期外置的铝合金、铜合金散热片、外挂风扇等,实际上都是半导体散热器的一种,而且随着陶瓷和石墨烯的出现,部分厂商也开始应用复合陶瓷薄片和石墨烯作为半导体散热器的材质啦。