紹介
電子機器、LED 照明、その他のコンピューター化されたオブジェクトを設計する場合でも、それらの熱管理について考える必要があります。機械および電気機器の熱管理には、ヒートシンクが優先されます。ヒートシンクは、デバイスから熱を放散する機能を備えています。基本的に、目的はデバイスを涼しく効率的に保つことです。
熱管理を考えると、ヒートシンクやるべきことだけではありません。デバイスに完全に適合する熱管理システムを選択するには、十分な調査を行う必要があります。これが、複数のタイプのヒートシンクが利用可能である理由です。複数のタイプと同様に、複数のアプリケーションも存在します。知っておくべき興味深い部分は、これらのヒートシンクが 2 つのカテゴリに従って分類されていることです。
✔材料組成別
✔製造工程別
要件に応じて、さまざまなレベルの効率のヒートシンクが必要になる場合があります。たとえば、コンピューターに効率的なヒートシンクが他の電気機器にも効率的である必要はありません。
最も効率的なヒートシンクを選択することは、ロケット科学ではなく、十分な知識の問題です。このブログ記事では、さまざまなヒートシンクの種類と、ヒートシンクの効率に影響を与える要因について知ることができます。

さまざまな種類のヒートシンク
ヒートシンクの主な分類は、2つのカテゴリに分けられます。これらのカテゴリは次のとおりです。
アクティブヒートシンク
この種のヒートシンクには、ある種の送風機またはファンが含まれています。ボールベアリングモーターファンは、アクティブヒートシンクで最も一般的に見られます。彼らの悪いところは、コストが高いことです。同時に、高効率で実行できます。
パッシブヒートシンク
これらのヒートシンクには、いかなる種類の機械部品もありません。対流プロセスは、熱を放散するためにこれらのヒートシンクで機能します。可動部品が存在するため、信頼性が高いことが知られています。
                                                                 
両方のタイプを「効率」の観点から分析すると、アクティブヒートシンクが最も効率的である傾向があることがわかります。ただし、価格が高いため、人々はパッシブ ヒートシンクを好む傾向があります。
材料組成による分類
材料組成に関しては、ヒートシンクは主に 2 つのタイプに分けられます。
✓アルミヒートシンク
アルミニウム製ヒートシンクは、ほとんどのプロジェクトで使用されています。熱伝導率が高く、アルミニウムが軽量であるためです。
✓銅製ヒートシンク
銅はアルミニウムに比べて熱伝導率が高く、効率が高くなります。ただし、重みがあり、コストがかかります。
これら 2 つのカテゴリを分析すると、銅製ヒートシンクの方が効率的ですが、コストがかかることがわかります。ただし、重量が問題ではなく、価格に余裕のあるプロジェクトに適しています。

製造工程による分類
ヒートシンクは、製造工程によって7つのカテゴリーに分けられます。これらのカテゴリは次のとおりです。
●押し出しヒートシンク
●ボンドヒートシンク
●スカイブヒートシンク
●刻印ヒートシンク
●鍛造ヒートシンク
●ダイカストヒートシンク
●CNC加工ヒートシンク
これらのヒートシンクにはそれぞれ、独自の熱伝導率、重量、コスト、およびその他の特性があります。最も効率的なのは、要件に完全に適合するものです。
                                                              
ヒートシンクの効率に影響を与える要因
デバイスを効率的に機能させるために、ヒートシンクは熱管理において魔法のように機能します。ただし、ヒートシンクの効率に影響を与える要因もいくつかあります。ヒートシンクの効率的な熱放散は、その設計方法に大きく依存します。
ヒートシンクは、熱放散が容易になるように設計する必要があります。通常、それは放射、対流、または伝導に従います。あるいは、ヒートシンクでこれらすべてのプロセスが一緒に見られることもあります。
ヒートシンクを効率的に生産するために、メーカーは次の要素を考慮します。
熱抵抗
ヒートシンクの熱抵抗は、周囲と半導体の間の熱の流れに抵抗します。周囲の環境は、クーラント液または周囲の空気のいずれかである可能性があることに注意してください。
最も効率的なヒートシンクを選択するときは、デバイスの熱抵抗を見つける必要があります。これは、熱をどれだけ早く放散できるかを知るのに役立ちます。
つまり、熱抵抗はヒートシンクの熱効率を物語っていると言えます。
使用材料
ヒートシンクの材質
前述のように、銅とアルミニウムはヒートシンクに最も一般的に使用される 2 つの材料です。それは熱伝導率が良いためです。アルミニウムは安価で延性が高いため、ヒートシンクの設計に適しています。
銅は優れた熱伝導性と高い耐食性も備えています。ヒートシンクの設計には、アルミニウムと銅の両方を組み合わせることができます。最も効率的な熱設計を実現できます。
ほとんどの場合、アルミニウムはヒートシンクの設計においてより支配的な材料であることが知られています。ただし、効率的な方法が必要な場合は、ヒートシンクの設計にアルミニウムと銅を組み合わせる必要があります。
インターフェースの材質
ヒートシンクの間にスペースを作るために使用されるサーマル インターフェイス マテリアルがあります。そのような空間には普通に空気が存在します。ただし、ほとんどの人はそのスペースでマイカを好みます。
参考までに、サーマル インターフェイス材料はデバイスの熱抵抗を低減します。その結果、高速熱伝達が保証されます。
ヒートシンクの熱成分には、さまざまな熱抵抗値がある場合があります。したがって、熱の効果的な放散を保証することはできません。
効率的なヒートシンク設計のためには、デバイスの熱抵抗を減らす必要があります。これは、サーマルインターフェース材料を実装することによってのみ可能です。
フィンの配置と形状
ヒートシンクの効率は、ヒートシンクのフィンの配置にも依存します。基本的に、フィンの向きは、空気の流れが通過できるスペースを提供します。これが、冷却の過程でそれらが重要であると考えられている理由です。
ヒートシンクの効果的な対流を確保するには、フィンの形状と配置を考慮する必要があります。効果的な熱放散を確保できれば、機械的または電気的デバイスの完璧な機能を確保できます。
添付方法
ヒートシンクの効率は、適切な取り付け方法を選択するとプラスに向上します。ただし、アタッチメント方法を選択する際には、いくつかの重要な要素を考慮する必要があります。機械的および熱的管理要件などの要件を考慮する必要があります。これらの要件に基づいて、最適な取り付け方法を決定できます。
ヒートシンクをデバイスに接続するには、複数の方法があります。これらの方法のいくつかを以下に示します。
✓バネ仕掛けのネジ
✓プラスチッククリップ
✓ワイヤークリップ
✓サーマルテープ
✓プッシュピン
ヒートシンクの専門メーカーに相談することも、最適な取り付け方法を選択するのに役立ちます。

結論
結論は、最も効率的なヒートシンクを選択することはロケット科学ではないということです。必要なのは、デバイスの要件を把握し、それに応じてヒートシンクを設計することだけです。効率的な設計のためには、適切な材料と適切なタイプのヒートシンクを選択する必要があります。
さらに、熱抵抗計算機を使用して、デバイスの熱抵抗を知ることができます。すべてのメーカーがヒートシンクを設計する際にこれらすべての要素を考慮するわけではありません。最も効率的なヒートシンクを設計してくれる本物の製造スタッフをお探しの場合は、今すぐお問い合わせください。