三、散熱器介紹
散熱器即為一散熱擴(kuò)展面，熱阻表征其散熱性能的優(yōu)劣。
如何提高散熱器的散熱能力？
1）提高表面積A
提高表面積A而言就是要在相同空間內(nèi)適當(dāng)增大散熱面積，新工藝 散熱器不斷降低翅片厚度，提高翅片密度也主要是基于這方面考慮。
熱管的作用是傳熱而不是散熱 ，主要有兩種用法：一種是把熱量 從一處傳遞到另外一處去散發(fā)，如 CPU Cooler；另外一種是用于大散 熱器基板的均熱，如RPA熱管散熱 器。這兩點(diǎn)在我們的單板上多需要 更大的空間，因此用熱管散熱器有 其局限性，特別是在器件密度較高 的單板上。
2）提高換熱系數(shù)h
就提高換熱系數(shù)而言，可以提高散熱器表面流速，被動(dòng)散 熱就是加大系統(tǒng)風(fēng)速，主動(dòng)散熱就要提高板級(jí)風(fēng)扇的流量；
3）提高發(fā)射率
輻射散熱能力提升主要通過(guò)提高散熱器表面發(fā)射率來(lái)實(shí)現(xiàn)，常 用方法是表面做涂漆、噴沙提高粗糙度、陽(yáng)極氧化等措施。輻射對(duì) 散熱在自然散熱條件下有一定影響，強(qiáng)迫空冷基本沒(méi)有效果，并且 一般散熱器發(fā)射率的差異不大，在我們的產(chǎn)品中一般不作重點(diǎn)考慮
問(wèn)題：
安裝散熱器都可以強(qiáng)化芯片散熱嗎？
熱管散熱器設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)
技術(shù)應(yīng)用背景：
隨著我司產(chǎn)品功能的不斷拓展，整機(jī)及關(guān)鍵器件的功耗也快速上升。如光網(wǎng)絡(luò)的xxxx交叉板上的xxxx芯片，功耗達(dá)xxxW，在1m/s系統(tǒng)來(lái)流條件下散熱器熱阻需達(dá)1.2K/W的水平； 波分拉曼光模塊功耗達(dá)40W，最大允許殼溫僅70℃，對(duì)散熱器的熱阻要求小于0.37K/W。針對(duì)上述應(yīng) 用場(chǎng)景，普通的鋁型材、銅焊等類(lèi)型的散熱器已不能滿足熱阻要求，需要采用性能更加優(yōu)越的新型散 熱器。
技術(shù)簡(jiǎn)介及應(yīng)用場(chǎng)合：
熱管是一種依靠?jī)?nèi)部工質(zhì)相變進(jìn)行高效熱量傳遞的導(dǎo)熱元件，通過(guò)在散熱器基板埋入及穿FIN等手 段實(shí)現(xiàn)散熱器基板的均溫及提高翅片效率等，從而實(shí)現(xiàn)散熱器整體性能的大幅提升。由于我司產(chǎn)品的 槽位寬度窄，限制了散熱器的可用高度空間，決定了大多數(shù)的應(yīng)用是針對(duì)大功耗器件的散熱器基板均 溫形式的應(yīng)用。
熱管散熱器設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)
友商應(yīng)用分析：
IT友商最早使用該類(lèi)散熱器解決諸如大功耗CPU、筆記本電腦CPU的遠(yuǎn)端散熱等，技術(shù)成熟 ，應(yīng)用可靠性高，成本也隨著應(yīng)用量的增長(zhǎng)而快速降低，目前業(yè)界已開(kāi)始廣泛采用。
通信友商在其高功耗IC器件、高熱流密度模塊等應(yīng)用場(chǎng)合也已采用這類(lèi)散熱解決散熱問(wèn)題。
我司技術(shù)研究及應(yīng)用情況：
針對(duì)高性能熱管散熱器的應(yīng)用需求進(jìn)行了精細(xì)化研 究，掌握仿真分析及測(cè)試技術(shù)，并建立了針對(duì)熱管散熱 器的測(cè)試平臺(tái)，對(duì)熱管散熱器的肋片間距優(yōu)化和熱管均 溫布局優(yōu)化進(jìn)行了深入研究，成果支撐光網(wǎng)SD585、拉 曼光模塊等的散熱；ATCA服務(wù)器80W和95W CPU的散 熱中，散熱器熱阻達(dá)到0.35℃/W，并比優(yōu)化前成本降低 15％。
蒸汽腔散熱器設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)
技術(shù)應(yīng)用背景：
高性能刀片服務(wù)器和大功耗光模塊等應(yīng)用場(chǎng)合中，單個(gè)器件功耗大、散熱器可用高度嚴(yán)重受 限相應(yīng)的給散熱器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。
Intel、AMD等CPU廠商新近推出的性能優(yōu)化雙核、四核等服務(wù)器CPU（如Clovertown和 Harpertown等）功耗都已達(dá)到120W甚至更高的水平；我司目前所用的xxxx光模塊，其整體 功耗為26W，其中單個(gè)器件最高功耗9W，散熱器整體可用高度僅8mm。預(yù)研中的波分xxxx光模 塊總功耗提升至36W，將帶來(lái)更大的散熱挑戰(zhàn)
技術(shù)原理：
針對(duì)上述的高熱流密度器件散熱及散熱器整體高度嚴(yán)重受限的應(yīng)用場(chǎng)合，進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)針對(duì)此 類(lèi)問(wèn)題的蒸汽腔散熱器（Vapor Chamber Heat Sink, VCHS）技術(shù)研究，
蒸汽腔散熱器本質(zhì)上是將整塊基板做成扁平狀的熱管，實(shí)現(xiàn)基板的良好均溫，從而進(jìn)一步提 升散熱器的整體性能。
其工作原理圖如下圖所示：集中熱源對(duì)VC基板局部加熱，導(dǎo)致該處工質(zhì)沸騰蒸發(fā)，由于流動(dòng) 阻力極小，工質(zhì)蒸汽在蒸汽空間內(nèi)快速完全擴(kuò)展并在安裝翅片一側(cè)的冷端面放熱冷凝，冷凝后的 工質(zhì)液體再經(jīng)由吸液芯結(jié)構(gòu)輸運(yùn)至熱源處再次蒸發(fā)，從而完成工質(zhì)循環(huán)和熱量傳遞。我司測(cè)試研 究表明，該種新型散熱器的基板平面方向的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)值可達(dá)4000W/mK的水平，是純銅材料 的十倍以上，可以極大改善局部熱點(diǎn)問(wèn)題。
高效散熱器技術(shù)
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散熱器多維優(yōu)化技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)開(kāi)發(fā)流阻快速優(yōu)化工具、矢量耦合翅片優(yōu)化技術(shù),制定散熱器品質(zhì)因數(shù)benchmark ，實(shí)現(xiàn)對(duì)散熱器熱阻、流阻、結(jié)構(gòu)尺寸、重量，基板均溫性及翅片效率等多參數(shù)的快速聯(lián)合優(yōu)化，突破以往散熱器 僅優(yōu)化熱阻和流阻的局限。 技術(shù)成果支撐光網(wǎng)PTN3900 PIU二極管散熱器及OSN1900 X11芯片散熱器的設(shè)計(jì)優(yōu)化，溫 度改善達(dá)1.8℃和2.6℃，比友商Alcatel 1850對(duì)應(yīng)散熱器熱阻性能提升30％；數(shù)通靈活插卡SD5401 30W芯片使用該 技術(shù)優(yōu)化后溫度改善5℃，并支持芯片功耗比友商Cisco的靈活插卡產(chǎn)品提升20％；我司120W CPU散熱器，優(yōu)化后熱 阻改善9％，相比友商IBM服務(wù)器散熱器，熱阻性能改善15％。
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梯度優(yōu)化熱管均溫排布技術(shù)，該技術(shù)針對(duì)雙熱管及四熱管排布提出了nU的最佳排布形態(tài)，解決Low Profile應(yīng)用形式 的熱管散熱器基板均溫布局難題，突破以往熱管散熱器設(shè)計(jì)中多憑經(jīng)驗(yàn)和大量測(cè)試對(duì)比的局限。技術(shù)成果支撐我司 CGA熱管散熱器、HWSA 80W熱管散熱器及SDNA 95W熱管散熱器等的設(shè)計(jì)、優(yōu)化，平均熱阻改善幅度達(dá)11.5％，相比友 商HP Proliant D500系列高端服務(wù)器所用熱管散熱器，權(quán)重評(píng)價(jià)指標(biāo)提升25％以上。
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