这类插片式铝制散热结构,主要面向小功率通讯终端、工业控制板卡、嵌入式通讯模块的被动散热场景,在无强制风冷的密闭设备舱、壁挂式通讯节点、户外小型信号中继设备里应用十分普遍,不需要额外搭配风扇就能完成芯片到环境的热传导路径搭建,避免转动部件带来的积尘、寿命衰减、电磁干扰问题,很适合对可靠性要求高、运维频次低的通讯类设备使用。从结构设计逻辑来看,整体采用一体化挤压铝型材成型工艺,没有额外的拼接焊缝或者铆接结构,减少了接触热阻的产生,基座部分做了平整的安装贴合面,表面粗糙度控制在适合贴装导热垫或者薄导热硅脂的区间,能和发热芯片的表面充分贴合,把芯片工作产生的热量快速传导到整个基座区域。
上方的散热鳍片采用等间距平行排布的设计,鳍片的厚度、间距经过匹配自然对流的换热效率优化,既不会因为鳍片过密导致空气流通阻力过大,热量闷在鳍片间隙里散不出去,也不会因为鳍片间距过大浪费有效散热面积,在有限的安装高度里最大化拓展和空气的接触面积。基座两侧预留了阶梯式的安装避让槽,不需要额外加装固定支架,就能直接卡在对应设备壳体的预设卡槽里,安装时不需要打额外的固定孔,也不会占用PCB板上的元件布局空间,适配4s类小型通讯终端的紧凑内部安装边界。鳍片的边缘做了小尺寸的倒角处理,不会在装配过程中划伤操作人员或者周边的线材、电路板阻焊层,基座底部的平面度控制在合理公差范围内,避免因为贴合面翘曲导致导热介质填充过厚,额外增加热阻影响散热效率。
在实际选型使用时,这类散热结构可以覆盖热功耗在几瓦到十几瓦区间的发热芯片,比如通讯模块的功率放大芯片、主控处理芯片、电源管理芯片的散热需求,在常温环境下依靠自然空气对流就能把芯片的结温控制在额定工作范围内,不需要额外的散热辅助措施。设计建模过程中,需要重点把控鳍片和基座的连接过渡圆角,避免应力集中导致型材挤压成型时出现开裂、缺料的问题,同时要严格控制整体的外形尺寸公差,尤其是安装卡槽的位置尺寸、基座贴合面的平面度,确保和设备壳体、发热芯片的装配匹配度,不会出现装不上或者贴合间隙过大的问题。
和常见的压铸散热结构相比,挤压铝型材的导热系数更高,整体散热效率更优,而且批量生产的成本更低,加工工序更少,只需要在挤压成型后做定长切割、去毛刺处理就可以投入使用,表面可以根据使用场景做阳极氧化处理,既提升表面的抗腐蚀能力,也能小幅提升表面的热辐射效率,进一步强化散热表现。在户外使用的场景下,这类结构没有活动部件,不会因为高低温变化、风沙灰尘影响工作寿命,长期使用不需要维护,很适合部署在户外的小型通讯节点、信号放大设备里,能够在设备全生命周期内稳定承担热传导的功能,保障内部芯片始终在合适的温度区间工作,避免因为过热导致的通讯中断、性能降频、元件寿命缩短等问题。建模时还需要考虑型材挤压的工艺可行性,鳍片的高度和厚度比例不能超过工艺允许的极限值,避免挤压过程中出现鳍片歪扭、成型不良的问题,同时安装避让槽的尺寸要和常用的壳体卡扣尺寸匹配,兼顾通用性和装配可靠性,不需要针对每一款设备单独开模,能够覆盖多款同尺寸区间的通讯类产品散热需求,降低整体的物料采购和开模成本。
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