ヒートシンクとは何ですか？どのように作られていますか？
パソコンなどの電子機器は、操作時に発熱します。電気はデバイスのさまざまなワイヤやコンポーネントを通り、抵抗に遭遇します 進むにつれて、この抵抗は熱を生成します 、デバイスの温度を急速に上昇させます。
チェックしないままにすると、この熱はデバイスに壊滅的な結果をもたらす可能性があります。中央処理装置（CPU）などのコンポーネントは壊れやすく、極端な高温に耐えることができません。したがって、過熱は誤動作や永久的な損傷につながる可能性があります。
幸いなことに、多くの電子および機械装置は、ヒートシンクを使用してこの問題を防ぎます。 （またはヒートシンク）：熱を放散する特殊なコンポーネント デバイスをクールで機能的に保つために、デバイスの重要な領域から。
サイズが小さいにもかかわらず、ヒートシンクは非常に重要なコンポーネントであり、さまざまな方法で作成できます。この記事では、ヒートシンクの仕組み、ヒートシンクの利点、さまざまな種類のヒートシンク、およびヒートシンクの製造方法について説明します。
ヒートシンクとは何ですか？
ヒートシンクは一種のパッシブ熱交換器です。 その機能は温度を調整することです 電子または機械装置の。熱を発生するコンポーネントから流体（空気または液体の冷却剤）に熱を伝達し、デバイスから熱を放散させます。
ヒートシンクは、熱伝導体を使用して熱源から熱を奪い、冷却媒体、つまり空気や別の流体と接触する独自の大きな表面積に向けて熱を引き寄せることによって機能します。大きな表面積が必要なため、ヒートシンクは通常、多数の非常に狭いフィンまたはピンに接続されたベースで構成されます。この形式は、特定のボリュームにできるだけ多くの表面積を収めるのに最適な方法です。
ヒートシンクはさまざまな業界で使用されており、CPUやGPU、パワートランジスタやレーザーなどのコンピュータコンポーネントを冷却するためによく使用されます。
ヒートシンクが必要かどうか、およびどのような種類のヒートシンクが必要かを判断するには、回路の最大接合部動作温度を確立する必要があります。作動温度を超えると、部品の誤動作や破損の原因になります。一般に、最高動作温度が低いコンポーネント（または単に大量の熱を発生するコンポーネント）には、より効果的なヒートシンクが必要です。
ヒートシンクの利点
ヒートシンクの中心的な機能は、温度を調整し、過熱を防ぐことです。これには、次のような利点があります。
ヒートシンクの種類
ヒートシンクは通常、突起が突き出た頑丈なベースで構成されています。ただし、これらの突起の形状とサイズは、ヒートシンクの性能に影響を与えます。最も一般的なヒートシンクの種類は次のとおりです。
- ピンフィンヒートシンク ：ピンフィンヒートシンクには、ベースから伸びるピンがあります。これらは、すべてのヒートシンクタイプの中で最大の表面積を提供し、低気流（またはランダム/多方向気流）の状況に最適です。ピンはさまざまな形状にすることができます：
- 円筒形
一部のヒートシンクにはファンが取り付けられています 、およびこのタイプのヒートシンクは、アクティブヒートシンクまたはファン冷却ヒートシンクと呼ばれる場合があります。ファンのないものはパッシブヒートシンクと呼ばれることがあります。ファンは一定の空気の流れを提供し、ヒートシンクの機能を向上させます。
ヒートシンクの材料
ヒートシンクは通常、アルミニウム合金または銅でできており、材料は通常、用途、熱強度、製造方法、および予算によって決定されます。
アルミニウム ヒートシンクは通常、アルミニウム1050（非常に熱伝導性がありますが強度が低い）またはアルミニウム6060、6061、または6063（導電性は低いが機械的特性が優れています）で作られています。最も手頃なヒートシンクは一般的にアルミニウム合金でできています。
銅 ヒートシンクは、優れた熱伝導性（アルミニウムの2倍の伝導性）に加えて、耐食性、抗菌性、およびその他の望ましい特性を提供します。これにより、銅製ヒートシンクは非常に優れた選択肢になります。ただし、銅はアルミニウム合金よりも高価であり、一般に成形が困難です。
ヒートシンクの取り付け方法
ヒートシンクの取り付け方法は、ヒートシンクが温度を調整しようとしているコンポーネントに取り付ける方法です。コンピューターのCPU。
取り付け方法には、熱伝導性テープ（低質量ヒートシンク用）、エポキシ（強力だが不可逆的な機械的結合）、クリップ、ワイヤーフォームZクリップ、真ちゅう/プラスチック製プッシュピン、またはねじ式スタンドオフ（非常に大きなヒートシンク用）が含まれます。
ヒートシンクのパフォーマンスに影響を与える要因
いくつかの変数は、ヒートシンクのパフォーマンスと、CPUなどのコンポーネントからの熱の放散にどの程度効果的であるかに影響します。重要なヒートシンクのパフォーマンス要因は次のとおりです。
ヒートシンクの作り方
どのようにしてヒートシンクを作りますか？これは、ヒートシンクのサイズと材質、製造元の種類など、いくつかの要因によって異なります。ヒートシンクの製造には、鋳造やCNCフライス盤など、さまざまな製造技術が実際に含まれる可能性があります。
押し出し
鋼製のダイに溶銑ビレットを押し出すプロセスである押し出しは、アルミニウム製ヒートシンクを作成する最も一般的な方法です。これは、アルミニウム1050などの延性のある材料からヒートシンクを作成するための高速で効果的かつ経済的な方法です。押し出しアルミニウム製ヒートシンクは通常、使用前に陽極酸化されます。
スカイブ
材料をスライスに切断するプロセスであるスカイブ加工またはスカーフィングは、プレートフィンおよびフレアフィンヒートシンクを製造するための一般的な製造プロセスです。このプロセスにより、押し出しよりも薄く、より密に詰まったフィンが可能になり、水平または表面粗さが提供され、総表面積がわずかに増加します。
キャスト
溶融金属を型に流し込むプロセスである鋳造は、アルミニウムまたは銅のヒートシンクを作成するもう1つの方法です。圧力ダイカストヒートシンクは、高度な複雑さを持ち、優れた機械的特性を提供します。ダイカストは、亜鉛ヒートシンクの製造にも使用されることがあります。
フライス盤
ブランクワークピースから材料を切断するサブトラクティブプロセスであるフライス盤は、アルミニウム合金などの材料から、事実上すべての幾何学的形状のヒートシンクを手頃な価格で作成する方法です。粉砕されたヒートシンク（または機械加工されたヒートシンク）は、特に大量の場合、代替品よりも高価になる可能性がありますが、非常に迅速に製造することもできます。アルミニウム加工の詳細をご覧ください。
3Dプリント
銅積層造形の最近の進歩により、3Dプリントヒートシンクは従来のヒートシンクの実行可能な代替品になりました。粉末床融合および指向性エネルギー堆積技術は、この目的で最もうまく使用されています。
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