散熱片之設計與在電子冷卻技術中之應用

一、介紹
利用散熱片來增加散熱的面積是熱管理技術中最常見也是最基本的方式，隨著電子元件發熱密度增加的趨勢，散熱的需求日益增加，散熱設計的困難度越來越高，所花費的成本也越來越多。舉例而言，早期PC 的CPU 如286，發熱瓦數只有十幾瓦，因此只要約3 公分高的散熱片加低轉速風扇就可解決，但是目前PC 的CPU 用散熱片高度卻達到3 倍，鰭片數目增加3 倍，風扇轉速也提升一倍，成本則增加5、6 倍以上。雖然新製程及設計技術不斷提升，散熱片的應用在有限空間的限制下，似乎有漸漸趨向極限的趨勢，未來各種不同的冷卻技術如水冷、冷凍循環以及浸入式沸騰冷卻等都可能用來解決散熱問題。儘管如此，散熱片仍是最經濟、最可靠的散熱方式，因此如何提升散熱片的效率成了很重要的課題。
因此為了滿足未來電子散熱的需求，在散熱片的形狀、材料及製程上都必須有更新的技術，此外整合其他散熱元件的設計方式的也可以增加應用時的效率。本文將介紹散熱片的種類及製程，散熱片的應用以及未來的設計需求。