ホーン型のフィン設計により、ピンフィンヒートシンクの放熱効率を向上させることができます。

ホーン型のフィン設計により、ピンフィンヒートシンクの放熱効率を向上させることができます。

近年、最先端のFPGAの機能がかつてないほど急速に発展しています。 残念ながら、機能の急速な発展により、放熱の需要も高まっています。 したがって、設計者は、集積回路に十分な冷却要件を提供するために、より効率的なヒートシンクを必要としています。

上記のニーズを満たすために、熱管理サプライヤは、特定の容量でより強力な冷却効果を提供できるさまざまな高性能ヒートシンク設計ソリューションを導入しました。 ホーン型のピンフィンラジエーターは、近年導入された最も重要な技術の1つです。 この種のヒートシンクは、もともとFPGA冷却用に設計されたものであり、その特性の一部により、通常のFPGA環境に特に適しています。

より良い冷却と気流管理。

フレアピンフィンヒートシンクには、一連の円筒形ピンが装備されています。 図1に示すように、これらのピンはヒートシンクのフィンとして機能し、外向きに傾斜した形状に配置されています。 ホーン型のピンフィンヒートシンクは、その独特の物理的構造により、低速および中速の気流環境に最適化されており、この環境で前例のない冷却効果を実現できます。 このタイプのヒートシンクの材料は銅またはアルミニウムであり、フットプリントは0.54×0.54インチから2.05×2.05インチの範囲であり、高さは0.5インチ未満から1インチ強の範囲です。 このサイズは、さまざまなサイズのFPGAの要件を満たすことができます。

ホーン型のピンフィンヒートシンクは、従来のヒートシンクを派生させたものであり、従来のフィンは垂直に配置されています（図2を参照）。 ホーン型のピンフィンヒートシンクの冷却特性を理解するには、まず従来のラジエーターの冷却特性を理解する必要があります。 従来のヒートシンクの冷却性能も非常に優れており、主に熱抵抗が低いことに反映されています。 熱抵抗の単位は°C / Wです。これは、デバイスが電力1ワットあたりに消費して温度を上昇させる摂氏（周囲温度よりも高い）度数を測定するために使用されます。

従来のピンフィンヒートシンクの熱抵抗が低いのは、主に次の特性によるものです。円筒形のピン、ピンアレイの全方向構造とその大きな表面積、ベースとピンの高い熱伝導率など。改善に役立ちます。ヒートシンクの性能。 正方形または長方形のフィンと比較して、円筒形のピンは空気の流れに対する抵抗が低くなっています。 ピンアレイの全方向性構造と相まって、周囲の空気の流れがピンアレイに簡単に出入りするのに役立ちます。

大きな冷却効果を得るには、ヒートシンクに十分な表面積が必要です。そうでない場合、表面積が小さすぎると、ヒートシンクは十分な熱を放散できません。 同時に、ヒートシンクの表面積が大きい場合（含まれるピンが多い場合）、周囲の気流がピンアレイに入るのが難しくなります。 残念ながら、ヒートシンクが周囲の気流に完全にさらされていない場合、その表面積がいくら大きくても、効果的に熱を放散することはできません。

ピン間隔を大きくして、空気が循環しやすくします。 空気がヒートシンクを通過する速度は、空気がヒートシンクに入る速度に近い必要があります。

ピン配列をよりコンパクトにして表面積を増やすことにより、ヒートシンクの冷却性能を向上させることができます。 ただし、そうすると空気の流れが妨げられ、放熱性能が低下します。 これは、垂直ピンヒートシンクを設計するときにサプライヤが直面しなければならない固有の矛盾です。

しかし、ピンを外側に曲げることにより、ホーン型のピンは、表面積とピン密度の間の矛盾を効果的に克服します。 この方法では、特定の領域のピン間の間隔が大幅に広がります。 したがって、周囲の気流がピンアレイに出入りするのがより便利になります。 ヒートシンクの表面はより速い流量で空気にさらされ、その結果、放熱能力も大幅に向上します。 この改善は、気流速度が遅い場合に特に顕著です。これは、気流速度が遅いほど、周囲の空気がヒートシンクのピンアレイに入るのが難しくなるためです。 したがって、ホーン型のピンヒートシンクは、風速の低い環境に最適です。