Un dissipateur de chaleur est un dispositif qui aide à la dissipation de la chaleur d’une source thermique dans un milieu d’échange de chaleur. C’est une façon assez complexe de dire qu’un échangeur de chaleur aide à garder les appareils ou l’équipement frais, ou chauds dans certains cas, en acheminant la chaleur de l’endroit où elle est générée à l’endroit où elle doit être. Cela est généralement nécessaire lorsque le milieu d’échange de chaleur, ou l’endroit où la chaleur doit aller, est incapable d’absorber la quantité de chaleur nécessaire à lui seul. De bons exemples de cette théorie incluent les bases en cuivre sur les ustensiles de cuisine en acier inoxydable ou les dissipateurs thermiques à ailettes sur les composants électroniques à courant élevé. La base en cuivre aide le pot en acier inoxydable à absorber et à retenir la chaleur, et le dissipateur thermique aide le microprocesseur à évacuer la chaleur.
Le transfert de chaleur, ou plutôt un transfert de chaleur adéquat, n’est pas toujours un concept aussi simple qu’il y paraît. Obtenir suffisamment de chaleur d’un support ou d’un matériau à un autre dépend d’un certain nombre de facteurs techniques qui peuvent parfois compliquer complètement le problème. Le principal problème à cet égard est la différence de densité de flux thermique de différents matériaux. En termes simples, cela signifie que certains matériaux nécessitent une surface d’exposition beaucoup plus grande que d’autres pour absorber la même quantité de chaleur. Les dissipateurs de chaleur généralement montés sur des composants électroniques ou les ailettes d’un réchauffeur d’huile ou d’un radiateur sont des exemples de la façon dont la théorie des dissipateurs de chaleur fonctionne pour contourner ce problème.
Par exemple, la surface d’un transistor à gain élevé génère beaucoup plus de chaleur que l’air en contact avec lui ne peut en absorber sur une période de temps donnée. Pour contourner ce phénomène, un dissipateur de chaleur ou dissipateur de chaleur est fixé au transistor. Il s’agit généralement d’une base lourde en cuivre ou en aluminium avec un grand nombre d’ailettes dépassant de sa surface. Cela permet d’obtenir une grande augmentation du volume d’air exposé à la source de chaleur, ce qui annule le différentiel de densité de flux de chaleur entre le transistor et l’air. De cette manière, le répartiteur de tête devient le mécanisme d’échangeur de chaleur primaire qui aide l’échangeur secondaire, l’air, à absorber efficacement l’énergie thermique générée.
De toute évidence, l’utilisation de dissipateurs de chaleur est limitée aux applications où le milieu d’échange secondaire est incapable de surmonter les différences de densité de flux de chaleur entre lui et le matériau de la source de chaleur. Les matériaux de dissipation de chaleur doivent être de bons conducteurs thermiques et le profil de surface doit être assez soigneusement calculé pour offrir une exposition et une circulation maximales. L’union entre la source de chaleur et l’épandeur doit également être un passage thermique aussi efficace que possible. À cette fin, des pâtes de transfert de chaleur sont souvent appliquées sur les surfaces avant que le dissipateur de chaleur ne soit fixé.