アルミニウムと銅のヒートシンクの違い

ヒートシンクを購入しようとしている場合、アルミニウムと銅のどちらを使用するか迷うかもしれません。どちらの素材にも一長一短がありますが、自分に合ったものはどれでしょうか？

アルミニウムと銅のヒートシンクがどのように異なり、何がヒートシンクの製造に適しているのかを見てみましょう。

ヒートシンク材料

· アルミニウム

アルミニウムは軽量で安価で熱伝導性に優れているため、ヒートシンクによく使用されます。

ただし、アルミニウムは空気にさらされると酸化するため、通常は金属をさらなる酸化から保護するために銅が薄いコーティングとして塗布されます。

銅はアルミニウムに構造強度を追加しませんが、アルミニウム単独よりも伝導率が高いため、熱伝達に役立ちます。

· 銅

銅もヒートシンクとして優れた選択肢です。アルミニウムのように酸化しないため、銅製ヒートシンクはコーティングなしで使用できます。

また、銅はアルミニウムよりも熱伝導率が優れています。銅はアルミニウムよりも高価ですが、銅のみのヒートシンクは、製造プロセスにある程度の費用と複雑さを追加する保護コーティングを必要としません。

非合金銅は熱伝導性に優れています。銅合金は通常、銅の特性と耐腐食性が必要な用途に選択されます。

エレクトロニクス産業では、銅 83%、亜鉛 17% からなる銅亜鉛合金 EN が最もよく使用されている銅合金の 1 つです。

WinshareThermal 要件に基づいてさまざまな材質のヒートシンクを製造します。

アルミニウム製ヒートシンクの定義

アルミニウム ヒートシンクは、さまざまな環境で使用されます。

銅はコンピュータチップの冷却に最も一般的な選択肢ですが、銅が現実的ではない他の電子機器にも使用されています。

アルミニウムは空気にさらされると保護酸化層を形成し、耐食性が高くなります。

また、非常に軽量で、湿った状態や湿った状態でも簡単に腐食しません。

アルミヒートシンクの利点

アルミニウム ヒートシンクの利点は次のとおりです。

・安価です。

・アルミ製ヒートシンクは熱伝導率が高く、熱エネルギーの漏洩を効率よく管理できます。

· 自然に生成された酸化被膜により、金属が腐食したり変色したりしにくく、湿気の多い環境での使用に適しています。

・丈夫で耐久性に優れています。

・アルミ製ヒートシンクは製造が容易です。

· 銅製ヒートシンクよりも低い温度で動作するため、最新のデバイスに搭載されている敏感な電子機器でより安全に使用できます。

銅製ヒートシンクの定義

銅も電子部品の冷却に最適な選択肢です。

抵抗が低く、熱特性が優れているため、他の用途にも使用されています。

銅製ヒートシンクは、素材自体が耐腐食性を備えています。ただし、銅はアルミニウムよりも価値が高いため、かなり高価になる可能性があります。

銅製ヒートシンクの利点

銅製ヒートシンクの利点は次のとおりです。

・アルミニウムに比べて熱伝達効率が高い。

· 銅製ヒートシンクは熱伝導率が高く、アルミニウム製ヒートシンクよりも熱エネルギーの漏洩に対処できます。

· 銅製ヒートシンクは製造が簡単です。

· 動作温度が低いため、電子機器に関係する場所で銅を使用するリスクが低くなります。

· 銅は電気の伝導性に優れているため、銅製ヒートシンクは良好な電気伝導性が重要な用途に適しています。

アルミニウムと銅のヒートシンクの違い

· 熱力学

銅はアルミニウムよりも熱伝導性に優れています。その結果、より効率的に熱を放散することができます。

さらに、銅の融点はアルミニウムよりも高いため、高温に耐えることができます。

最後に、銅はアルミニウムよりも反応性が低いため、時間が経っても腐食しにくくなります。

· 熱伝導率

銅はアルミニウムよりもはるかに高い熱伝導率を持っています。アルミニウムは 90 W/mK で熱を伝導しますが、銅は約 400 W/mK で熱を伝導します。

アルミニウムは銅製ヒートシンクよりもはるかに安価であるため、銅製ヒートシンクの代わりにアルミニウム製ヒートシンクがよく使用されます。

· 冷却

銅とアルミニウムはどちらも同じ冷却能力を提供しますが、銅はアルミニウムよりも熱伝導性が高いため、コンポーネントからはるかに速く熱を逃がすことができます。

銅のみのヒートシンクは、アルミニウムのような保護コーティングを必要としません。銅製ヒートシンクはアルミニウム製ヒートシンクよりも耐久性があります。

· 製造コスト

アルミニウム製ヒートシンクの製造コストは、銅製ヒートシンクに比べて安価です。これは、アルミニウム製ヒートシンクの製造がより簡単で、高級な金属を使用する必要がないためです。

一方、銅はより高価な金属であり、より複雑な製造プロセスが必要です。アルミニウムは銅よりもはるかに軽いため、輸送や取り扱いが簡単です。

· デザインオプション

アルミニウム製ヒートシンクには、動作中の酸化を防ぐために保護コーティングが必要です。これは、銅製ヒートシンクには、アルミニウム製ヒートシンクよりも多くの設計オプションがあることを意味します。

一方、銅は電気の良導体であるため、銅被覆ヒートシンクも電流を流すことができます。アルミ製ヒートシンクではそれができません。

· 安全上の考慮事項

アルミニウムは銅に比べて電気を通しにくい性質があります。

銅製ヒートシンクは、良好な導電性が重要なアルミニウム製ヒートシンクよりも安全に使用できます。

銅は熱伝導率が高く、展性があるため、アルミニウムよりもヒートシンクとして適していますが、銅の方がはるかに高価です。

アルミニウムは安価であるため、銅の代替品としてよく使用されます。

· 構築と押し出し

アルミニウム製ヒートシンクは、押し出し成形と設計がシンプルです。銅製ヒートシンクはより複雑な構造です。

アルミニウムは押出成形を使用して大量生産でき、最適な加熱条件に合わせて設計できます。

銅製ヒートシンクは、腐食から保護するためにアニーリングとさらなる不動態化を受ける必要があります。これにより、後処理のオプションが減少するため、銅製ヒートシンクは工業的に使用できなくなります。

銅製ヒートシンクには銅箔と銅ベースプレートが必要です。銅は引き抜き、圧延接合、ろう付けが可能です。これらの銅製ヒートシンクはエレクトロニクス業界で使用されますが、熱伝導率が低いためアルミニウムは適切な選択肢ではありません。

ヒートシンクの材質を選択する際の考慮事項:

ヒートシンクの材料を選択する際には、考慮すべき要素がいくつかあります。

· ヒートシンクのサイズ: 銅はアルミニウムより密度が高いため、銅製ヒートシンクは同じ寸法のアルミニウム製ヒートシンクよりも小さくなります。スペースが限られている場合、これは重要です。

· 材料の熱伝導率: 銅はアルミニウムよりも熱伝導率が高く、より早く熱を放散できます。これは、コンポーネントを迅速に冷却する必要がある場合に重要です。

· 材料の重量: 銅はアルミニウムより重いです。デバイスの重量を抑える必要がある場合、これは重要になる可能性があります。

· 材料の価格： 銅はアルミニウムよりも高価です。

結論

お客様にとって最適なヒートシンクとは、お客様のニーズを満たし、予算内で収まるものです。上記では、どちらのオプションが自分に適しているかを判断するために、アルミニウム製ヒートシンクと銅製ヒートシンクの長所と短所をいくつか検討しました。

私たちの洞察がお役に立てば幸いです。状況がどうなったか、またはお客様のビジネスをサポートするために他にできることがあればお知らせください。私たちは年中無休で対応いたします。