通讯设备用密齿型铝挤散热结构设计

　　这类密齿型散热结构主要面向通讯终端、小型工控板卡这类对安装空间有严格限制的散热场景，日常选型中经常会遇到功率密度高、轴向安装尺寸受限的工况，常规厚度的散热鳍片要么热阻达不到散热要求，要么整体高度超出设备内部的安装边界，这类等间距密齿结构就是为平衡这两个矛盾点设计的。从结构设计逻辑来看，鳍片采用等厚直齿排布，没有做额外的切角或者扰流结构，核心是适配自然对流或者低转速轴流风扇的风冷场景，直齿结构的风阻更低，在小风量送风条件下，气流可以顺着鳍片间隙从进风端直达出风端，不会因为结构突变产生涡流滞止区，避免局部热量堆积。鳍片的厚度控制在常规铝挤工艺的可行范围内，齿间距经过热仿真校核，既保证足够的散热总面积，

　　又不会因为齿距过小导致加工过程中出现鳍片偏斜、倒伏的问题，同时也能避免长期使用中灰尘在齿缝间堆积堵塞风道，降低后期维护的清理难度。底座部分采用一体化铝挤成型，和鳍片之间没有焊接或者铆接界面，从根源上消除了接触热阻，热量从发热元件传导到底座后，可以直接顺着鳍片根部向上扩散，不需要额外跨越界面层，热传导效率比拼接式结构高15%以上。底座的安装面预留了统一的安装孔位边界，可以适配常见的TO封装功率器件、BGA封装通讯芯片的安装孔距，不需要额外做转接板，安装时只需要在发热元件和底座接触面涂覆均匀的导热硅脂，通过螺丝或者弹片压合固定即可，压合时的压力控制在常规紧固件的锁紧力矩范围内，不会因为压力过大导致芯片封装开裂，

　　也不会因为压力不足导致接触间隙过大抬升热阻。从安装边界来看，整体结构的长宽尺寸适配常见的6英寸通讯终端设备内部空间，高度方向控制在薄型设备的内部净空范围内，不会和设备内部的屏蔽罩、主板元器件产生干涉，鳍片的顶端做了微小的圆角处理，避免装配过程中锐边划伤操作人员或者设备内部的排线。在实际应用中，这类散热结构可以覆盖连续耗散功率10-18W的发热元件散热需求，在环境温度40摄氏度的工况下，能将发热元件的壳温控制在元器件允许的最高工作温度以下，保证通讯设备长时间满负载运行时不会因为过热出现降频、死机的问题。设计过程中没有采用复杂的剖沟、铲齿工艺，全部结构通过常规铝挤工艺一次成型，后续只需要做表面阳极氧化处理即可，

　　氧化层厚度控制在10-15微米，既可以提升铝材表面的辐射散热能力，又能起到绝缘防腐蚀的作用，不需要额外做表面喷涂处理，批量生产的良率高，成本可控。鳍片的排布方向和设备内部的风道走向保持一致，当设备采用侧边进风、侧边出风的风道设计时，气流可以无阻碍穿过全部鳍片间隙，最大化利用每一片鳍片的散热面积，即使在设备采用自然对流散热的场景下，直齿结构的烟囱效应也能带动热空气顺着齿缝向上流动，形成稳定的自然对流循环，不需要额外增加风扇就能满足低功率工况的散热需求。底座的厚度经过刚度校核，在常规安装锁紧力下不会产生翘曲变形，保证整个安装面和发热元件表面的贴合度均匀，不会出现局部贴合间隙过大的问题，同时足够的底座厚度可以起到均温的作用，将发热元件集中的热量快速扩散到整个底座平面，再均匀分配到每一片鳍片上，避免局部鳍片热负荷过高。