就散熱片材質來說，每種材料其導熱性能是不同的，按導熱性能從高到低排列，分別是銀，銅，鋁，鋼。不過如果用銀來作散熱片會太昂貴，故最好的方案為採用銅質。雖然鋁便宜得多，但顯然導熱性就不如銅好（大約只有銅的百分之五十多點）。

目前常用的散熱片材質是銅和鋁合金，二者各有其優缺點。銅的導熱性好，但價格較貴，加工難度較高，重量過大（很多純銅散熱器都超過了CPU對重量的限制），熱容量較小，而且容易氧化。而純鋁太軟，不能直接使用，都是使用的鋁合金才能提供足夠的硬度，鋁合金的優點是價格低廉，重量輕，但導熱性比銅就要差很多。有些散熱器就各取所長，在鋁合金散熱器底座上嵌入一片銅板。

從製作工藝分類:

1. 鋁擠式散熱片

鋁材質由於本身柔軟易加工的特點很早就應用在散熱器市場，鋁擠技術簡單的說就是將鋁錠高溫加熱後，在高壓下讓鋁液流經具有溝槽的擠型模具，作出散熱片初胚，然再對散熱片初胚進行裁剪、剖溝等處理後就做成了我們常見到的散熱片。鋁擠散熱片的成本低，技術門檻要求也不高，不過由於受到本身材質的限制散熱鰭片的厚度和長度之比不能超過1：18，所以在有限的空間內很難提高散熱面積，故鋁擠散熱片散熱效果比較差，很難勝任現今日益攀升的高頻率CPU。

2. 塞銅式散熱片

目前市場主流的散熱片所用的主要材質無外乎鋁和銅兩種，而塞銅工藝則正是結合鋁和銅各自優點應運而生的產物。塞銅工藝是利用熱脹冷縮的原理來完成的，將鋁 擠型散熱片加熱後將銅芯塞入其中，最後再進行整體的冷卻。由於沒有使用第三方介質，塞銅工藝可以大幅度降低接觸面間的熱阻，不但保證了銅鋁結合的緊密程度，更充分利用了鋁散熱快和銅吸熱快的特性。這種塞銅工藝成本適中散熱效果也不錯，是目前市場上的主流散熱片類型。

3. 壓固法

也就是將眾多的銅片或鋁片疊加起來，然後在兩側加壓並將其截面進行拋光，這個截面與CPU核心接觸，另外一面則伸展開來作為散熱片的鰭片。壓固法製作的散熱器其特點是鰭片數量可以做的很多，而且不需要很高的工藝就能保證每個鰭片都能與CPU核心保持良好的接觸（或靠近），而各個鰭片之間也通過壓固的方式有 著緊密的接觸，彼此之間的熱量傳導損失也會明顯降低，正是因為壓固法製作的散熱器擁有眾多的鰭片，這種散熱器的散熱效果往往不錯，重量則比傳統的散熱器要輕的多。

4. 鍛造式散熱片

鍛造工藝就是將鋁塊加熱後利用高壓充滿模具內而形成的，它的優點是鰭片高度可以達到50mm以上，厚度1mm以下，能夠在相同的體積內得到最大的散熱面積，而且鍛造容易得到很好的尺寸精度和表面光潔度。但鍛造時，因金屬的塑性低，變形時易產生開裂，變形抗力大，需要大噸（500噸以上）位的鍛壓機械，也正因為設備和模具的高昂費用而導致產品成本極高，連許多超頻發燒友都無福消受。

5. 接合型散熱片

由於傳統鋁擠型散熱片無法突破鰭片厚度和長度的比例限制，故而採用結合型散熱片。這種散熱片是先用鋁或銅板做成鰭片，之後利用導熱膏或焊錫將它結合在具有溝槽的散熱底座上。結合型散熱片的特點是鰭片突破原有的比例限制，散熱效果好，而且還可以選用不同的材質做鰭片。當然了，缺點也顯而易見，就是利用導熱膏和焊錫接結合鰭片和底座會存在介面阻抗問題，從而影響散熱，為了改善這些缺點，散熱片領域又運用了2種新技術。首先是插齒技術，它是利用60噸以上的壓力，把鋁片結合在銅片的基座中，並且鋁和銅之間沒有使用任何介質，從微觀上看鋁和銅的原子在某種程度上相互連接，從而徹底避免了傳統的銅鋁結合產生介面熱阻的弊端，大大提高了產品的熱傳到能力。第二種是回流焊接技術，傳統的接合型散熱片最大的問題是介面阻抗問題，而回流焊接技術就是對這一問題的改進。其實，回流焊接和傳統接合型散熱片的工序幾乎相同，只是使用了一個特殊的回焊爐，它可以精確的對焊接的溫度和時間參數進行設定，焊料採用用鉛錫合金，使焊接和被焊接的金屬得到充分接觸，從而避免了漏焊空焊，確保了鰭片和底座的連接儘可能緊密，最大限度降低介面熱阻，又可以控制每一個焊點的焊銅融化時間和融化溫度，保證所有焊點的均勻，不過這個特殊的回焊爐價格很貴，主板廠商用的比較多，而散熱器廠商則很少採用。

6. 切削式散熱片

相對於鋁擠型散熱片，切削工藝解決了散熱片的鰭片厚長之比的限制。切削工藝是利用特殊的刀具將整塊材質削出一層層的鰭片，這種散熱鰭片可薄至0.5mm， 而且散熱片的鰭片和底座是一體的，因而就不會出現界面阻抗的問題。不過這種切削工藝在生產的過程中廢料多和量品率低的影響使得成本居高不下，故而切削工藝主要偏向銅製散熱片。

7. 可撓性散熱片

可撓性散熱片是先將銅或鋁的薄板，以成型機折成一體成型的鰭片，然後用穿刺模將上下底板固定，再利用高周波金屬熔接機，與加工過的底座結合成一體，由於制 程為連續接合，適合做高厚長比的散熱片，且因鰭片為一體成型，有利於熱傳導之連續性，鰭片厚度僅有0.1mm，可大大降低材料的需求，並在散熱片容許重量內得到最大熱傳面積。

按照材質分類

1、純鋁製散熱片

這種散熱片是目前使用率最高的散熱片之一，整體採用純鋁製造。鋁，作為地殼中含有量最高的金屬，成本低和熱容低是其主要特點，雖然吸熱慢，但放熱很快，散熱效果跟其結構和做工成正比，散熱片數越多、底部拋光越好，散熱效果越好，但也受其製造工藝上的制約，一般採用鋁擠壓式製造工藝的散熱器凹槽的最小間隔只能做到1.1毫米。散熱原理也是最簡單的：利用散熱器上的散熱片來增大它與空氣的接觸面積，再利用風扇來加速空氣流動從而帶走散熱片上的熱量。這種散熱片的價格也是最低的，跟以下幾種散熱器相比散熱效果最差。

2、純銅製散熱片

這種散熱片跟鋁製散熱片唯一的區別就是材質換成了純銅，因為銅跟鋁相比有個先天的優點：熱傳導效能為412w/mk，比鋁的226w/mk提高了將近1倍，但銅也有個先天的缺點：熱容太高了，也就是說這種散熱片吸熱快但放熱慢，熱量在銅片中的物理沉澱非常多，需要配合大功率高轉速的風扇，才能達到理想的效果。由於銅具有良好的韌性，製造工藝上比鋁容易多了，有折頁式、插齒式等，散熱片的密度可以比鋁製的做得更高，散熱面積也相應更大，這些都可以彌補其熱容高所導致散熱慢的不足，但純銅的單位成本和製造成本比鋁高很多，直接導致這種散熱片的價格居高不下，雖然價格高，但散熱效果比鋁製的要好多了。

3、純銀制散熱片

這種散熱片的材質採用了吸熱快放熱也快的純銀，銀的熱傳導效能為432w/mk，比銅略高，但其熱容很低，熱量在銀質散熱器體上的物理沉澱少，僅相當於鋁的水平，也就是說銀制的散熱器是集合了銅和鋁各自的優點於一身，擁有銅的快速導熱性及鋁的快速放熱性，散熱效果非常好，唯一的缺點就是價格高，眾所周之，由於銀的密度比較高，一個小小的散熱片需要幾百上千克的銀，ALPHA公司著名的PAL7088T純銀制散熱器，其中散熱片採用1300克純銀，不含風扇的價格就高達15600元，如果配合ALPHA的CTT8450液態軸承馬達全自動溫控風扇，總價已經超過20000元了，這種離譜的價格實在是非一般人所能接受的。

4、嵌銅式鋁製散熱片

這種散熱器可以說是用經濟實惠的方式解決了銅和鋁的矛盾關係——中間嵌銅塊的鋁製散熱片，用銅塊跟CPU接觸，利用銅的快速吸熱性來吸取CPU的熱量，再利用鋁的快速放熱性來釋放銅塊上的熱量，這樣做散熱效果要好於單一的純銅或純鋁散熱片，但還遠遠不及純銀的效果，原因很簡單：嵌銅散熱片的製造過程是利用熱脹冷縮的原理，將鋁製散熱片加熱到一定的溫度後，再把事先準備好的銅塊嵌進去，等鋁的溫度下降後，收縮就把銅塊緊緊地包在了一起，但是銅和鋁不能做到100%的接觸，所以在熱傳導效能方面會受到一定的影響，但優點是價格便宜，基本上幾十元錢就能買到，比起動輒上百元的純銅散熱片來說，既經濟實惠，且效果又好。

5、壓鑄銅式鋁製散熱片

這種散熱片乍看外表頗似嵌銅散熱片，底座上也有一塊銅，但不一樣的地方是：這種散熱片上的銅塊並不像嵌銅散熱片那樣是利用熱脹冷縮的原理嵌進去的，而是使用了最先進的壓鑄技術，可以說是完全的無縫連接，所以在銅塊與鋁座的連接線上，無論怎麼看，怎麼摸，都絕對感覺不到任何縫隙，從根本上保證了銅塊與鋁座之間的熱傳導性，因此，具有超強的散熱性能。典型的例子就是曾經被媒體封稱為「地球上最強風冷散熱器」的ALPHA PAL8045T。當然，由於製造複雜做工精細，一般採用這種工藝製造的散熱器價格頗高，ALPHA PAL8045T不帶風扇的散熱片，其價格就要420元了，價格是比較昂貴，但散熱效果極佳。

6、熱管散熱系統

這種散熱系統與上述的散熱片不同，上述的散熱片是利用金屬的熱傳導性能將熱量從散熱面積小的CPU表面傳遞到散熱面積大的散熱片上，因此，其散熱性能取決於製造這個散熱片所採用的材質。熱管散熱系統並不是利用金屬的熱傳導性能來導熱的，而是利用在密閉的銅管內液態介質的蒸發及冷凝過程傳遞熱量的，由於液態到氣態及氣態到液態的轉化，分別需要吸收及放出大量的熱，所以熱管傳遞熱量的效率很高，導熱係數比單一金屬材質要高出幾個數量級。具體請看圖六：

原理是：在密閉的銅管中抽真空並填入沸點較低的液體，當銅管的一頭溫度升高時，這段銅管裡面的液體就會受熱而汽化，並依靠銅管內部兩端的蒸汽壓力差而向另一端移動，由於另一端的溫度較低，氣體移動到這裡時，遇冷液化並反向流回，這個反向的流動依靠熱管內壁絲網結構提供的毛細泵力進行的，我們知道，當液體變成氣體時是要吸收大量的熱，而當氣體變成液體時會放出大量的熱，熱管就是利用這個原理來傳導熱量的，典型的例子就是圖示的TT SP-94純銅熱管散熱器。

散熱片的應用方式

    散熱片 的應用方式散熱片 的選用， 最簡單的方式是利用熱阻的概念來設計， 熱阻是電子熱管理技術中很重要的設計參數， 定義為

　Ｒ＝ΔT / P

    其中ΔT 為溫度差， P 為晶片 之熱消耗。 熱阻代表元件熱傳的難易度， 熱阻越大，元件得散熱效果越差， 如果熱阻越小， 則代表元件越容易散熱。 IC 封裝加裝散熱片 之後會使得晶片 產生的熱大部分的熱向上經由散熱片 傳遞， 由熱阻所構成之網路來看， 共包括了由熱由晶片 到封裝外殼之熱阻 Rjc， 熱由封裝表面到散熱片底部經由介面材料到散熱片 底部之熱阻 Rcs， 以及熱由散熱片 底部傳到大氣中之熱阻 Rsa 三個部分。

   Rjc 為封裝本身的特性， 與封裝設計有關， 在封裝完成後此值就固定， 須由封裝設計廠提供。

　  Rjc=(Tj-Tc) / P

    Tj 為晶片 介面溫度， 一般在微電子的應用為 115℃~180℃， 而在特定及軍事的應用上則為 65~80℃。 Ta 的值在提供外界空氣時為 35~45℃， 而在密閉空間或是接近其他熱源時則可定為 50~60℃。

　　Rcs 為介面材料之熱阻， 與介面材料本身特性有關， 而散熱片 設計者則須提供 Rsa 的參數。

　　Rcs=(Tc-Ts) / P

  　Rsa=(Ts-Ta) / P

　　Rcs 和表面光滑度、介面材料的材料特性以及安裝壓力以及材料厚度有關，由於一般設計時常會忽略介面材料的特性， 因此需特別注意。 由熱阻網路來看，可以得到熱阻的關係為

　　Rja=Rjc+Rcs+Rsa=(Tj-Ta) / P

散熱片 的作用即是如何使用適當的散熱片 使得晶片 的溫度 Tj 保持在設定值以下下。 然而散熱設計時必須考慮元件的成本， 圖三則為幾種傳統散熱片 及元件的成本和性能估算，性能佳的散熱片 成本一般較高， 如果散熱量較小的設計， 就可以不必用到高性能高成本的散熱元件。 散熱設計時必須了解散熱片 的製作成本及性能的搭配， 才能使散熱片 發揮最大效益。

散熱片的材料

　　傳統散熱片 材料為鋁， 鋁的熱傳導性可達 209W/m-K， 加工特性佳， 成本低，因此應用非常廣。 而由於散熱片 性能要求越來越高， 因此對於散熱片 材料熱傳導特性的要求也更為殷切， 各種高傳導性材料的需求也越來越高。 銅的熱傳導率 390W/m-K， 比起鋁的傳導增加 70%， 而缺點是重量三倍於鋁， 每磅的價格和鋁相同， 而更難加工。 由於受限於高溫的成型限制， 無法和鋁同樣擠型成形， 而銅的機械加工花更多時間， 使加工機具更易損毀。 然而當應用的場合受限於傳導特性為重點時， 銅通常可作為替代之用， 此外利用銅做為散熱片 的底部可提升熱傳擴散的效率， 降低熱阻值。

　　一些增進散熱的材料如高導熱的 polymer、 碳為基材的化合物， 金屬粉沫燒結， 化合的鑽石以及石墨等都是目 前受矚目 的熱傳導材料。 然而最需要的性質是什麽？ 控制的傳導性、 高加工性、 低重量、 低熱膨脹係數、 低毒性以及更重要的是成本必須低於鋁。 許多新材料的物理特性高於鋁， 但價格也多了許多倍。

AlSiC 是目 前最新的材料， 混合各種鋁合金以製成特殊的物理性質， 控制的熱膨脹、 高傳導性以及顯著的強度使得 AlSiC 更有吸引力， 由於成本的關係， 這種材料一般用在底部及作為功率模組底部和晶片 直接接觸的基板。

散熱片的設計考慮

　　1. 包絡體積

　　以散熱片 的設計而言， 這裡介紹一個簡易的方法， 也就是包絡體積的觀念， 所謂包絡體積是指散熱片 所占的體積， 如果發熱功率大，所需的散熱片 體積就比較大。 散熱片 的設計可就包絡體積做初步的設計， 然後再就散熱片 的細部如鰭片 及底部尺寸做詳細設計。 發熱瓦數和包絡體基的關係如下式所示。

　　LogV=1.4xlogW-0.8(Min 1.5cm 3 )

 　2. 散熱片 底部厚度

　　要使得散熱片 效率增加， 散熱片 底部厚度有很大的影響， 散熱片 底部必須夠厚才能使足夠的熱能順利的傳到所有的鰭片， 使得所有鰭片 有最好的利用效率。 然而太厚的底部除了浪費材料， 也會造成熱的累積反而使熱傳能力降低。 良好的底部厚度設計必須由熱源部分厚而向邊緣部份變薄， 如此可使散熱片 由熱源部份吸收足夠的熱向周圍較薄的部份迅速傳遞。 散熱瓦數和底部厚度的關係如下式所示：

　　t=7xlogW-6 (min 2mm)

　　3. 鰭片 形狀

　　散熱片 內部的熱藉由對流及輻射散熱， 而對流部分所占的比例非常高， 對流的產生

　　（1） 鰭片 間格 在散熱片 壁面會因為表面的溫度變化而產生自 然對流， 造成壁面的空氣層（邊界層） 流， 空氣層的厚度約 2mm， 鰭片 間格需在 4mm以上才能確保自 然對流順利。但是卻會造成鰭片 數目 減少而減少散熱片 面積。鰭片 間格變狹窄-自 然對流發生減低， 降低散熱效率。鰭片 間格變大-鰭片 變少， 表面積減少。

　　（2） 鰭片 角度 鰭片 角度約三度。

　　（3） 鰭片 厚度 當鰭片 的形狀固定， 厚度及高度的平衡變得很重要， 特別是鰭片 厚度薄高的情況， 會造成前端傳熱的困難， 使得散熱片 即使體積增加也無法增加效率。 散熱片 變短時， 增加表面積會增加散熱效率， 但也會使散熱片 的體積減少而造成的缺點（熱容量減少） 因而產生。 因此鰭片 長度需保持一定才能產生效果。

　　鰭片 變薄-鰭片 傳熱到頂端能力變弱

　　鰭片 變厚-鰭片 數目 減少（表面積減少）

　　鰭片 增高-鰭片 傳到頂端能力變弱（體積效率變弱）

　　鰭片 變短-表面積減少

　　4. 散熱片 表面處理：

　　散熱片 表面做耐酸鋁（Alumite） 或陽極處理可以增加輻射性能而增加散熱片 的散熱效能， 一般而言， 和顏色是白色或黑色關係不大。表面突起的處理可增加散熱面積， 但是在自 然對流的場合， 反而可能造成空氣層的阻礙， 降低效率。