液体コールドプレートのヘッドにアルミニウムではなく銅が使用されている理由をご存知ですか?

の 液体コールドプレート CPU コールド ヘッドでもグラフィックス カード コールド ヘッドでも銅素材で作られています。放熱用によく使われるアルミ素材は熱伝導率も良いのに、なぜ コールドプレートヒートシンク ヘッドはコールドヘッドとしてアルミニウムを使用していませんか?その第一人者の一人として 液体冷却プレートのメーカー, Winshare Thermal、その理由についてお話します。

コールド ヘッドはチップに取り付けられ、熱を吸収して熱を伝達するため、使用される材料はより高い熱伝導率を持つ必要があります。そうは言っても、熱伝導率とは何かについて簡単に説明しましょう。

熱伝導率は、 チューブ組み込みコールドプレートメーカー 安定した熱伝達条件下で厚さ1mの材料を指し、材料の両面に1度(K、℃)の温度差があり、1平方メートルの面積を1秒(1s)で伝達することを指します。熱の単位はワット/メートル・度です。

一般に理解されているのは、物体が熱を伝える速さです。たとえば、石を持って熱湯の中に入れても、指は温度の変化をほとんど感じません。鉄の棒でお湯に触れると、温度の変化が指ですぐにわかります。実はこれが熱伝導率の違いの理由です。

実際には、アスベストやパーライトなどの熱伝導率の低い材料は、熱伝導が遅いため断熱材として使用されています。電子チップの加熱には熱を素早く放散する必要があるため、熱伝導率の高い材料を使用する必要があり、金属材料が第一の選択肢となります。銅の熱伝導率は 377、アルミニウムは 237、銀は 412 です。銀はコールド ヘッドに使用するには高価すぎるため、比較すると銅が最良の選択です。

それから別の人が、水冷コンピューターにはアルミニウム製のコールドラジエーターがあると言いました。実は、これには比熱容量の問題が関係しています。比熱は材料の単位質量の温度を1度上げるのに必要な熱量で、銅は0.39J/kgK、アルミニウムは0.9J/kgKなので、1度下げると銅の発する熱はアルミニウムよりも少なくなります。つまり、銅はアルミニウムよりも早く熱を放散するはずですが、なぜアルミニウムを使用するのでしょうか?

銅の冷間ロウの本来の水路溶接には錫が必要ですが、錫の比熱容量が非常に大きいため、銅の放熱率が制限され、アルミニウムの密度は銅の密度よりも大幅に低くなります。同タイプのコールドロウ、アルミロウより軽くて薄く、より使いやすくなりました。したがって、厳密に言えば、銅棒とアルミニウム棒には大きな違いはありません。