ヒートシンクを選択または設計するときは、次の要素を考慮する必要があります。

熱抵抗

半導体ダイと周囲空気の間の熱流は、熱流に対する一連の抵抗としてモデル化されます。ダイからデバイスケース、ケースからヒートシンク、ヒートシンクから周囲への抵抗があります。

最も一般的なヒートシンクの材料はアルミニウム合金です。アルミニウム合金 1050A は、229 W/m•K と熱伝導率が高い値の 1 つですが、機械的に柔らかいです。アルミニウム合金 6060 と 6063 が一般的に使用され、熱伝導率値はそれぞれ 166 と 201 W/m•K です。値は合金の焼き戻しによって異なります。

ヒートシンクのフィンは、一方の端に熱が流れ、もう一方の端に移動するときに周囲の流体に放散される平らなプレートと見なすことができます。熱がフィンを通って流れると、流れを妨げるヒートシンクの熱抵抗と対流によって失われる熱、フィンの温度、ひいては流体への熱伝達の組み合わせが、フィンのベースから端まで減少します。

拡散抵抗は、熱伝導率が有限の物質の小さな領域から大きな領域に熱エネルギーが伝達されるときに発生します。ヒートシンクでは、これは熱がヒートシンクベース全体に均一に分散されないことを意味します。拡散抵抗現象は、熱源の位置から熱がどのように移動し、熱源とヒートシンクの端の間に大きな温度勾配を引き起こすかによって示されます。

ピンフィンヒートシンクは、ベースから伸びるピンを持つヒートシンクです。ピンは円筒形、楕円形、または正方形にすることができます。ピンは、市場で入手可能な最も一般的なヒートシンク タイプの 1 つです。ヒートシンクのフィン配置の 2 番目のタイプは、ストレート フィンです。これらはヒートシンクの全長にわたって走ります。ストレートフィンヒートシンクのバリエーションは、クロスカットヒートシンクです。ストレートフィンヒートシンクは一定の間隔でカットされます。