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众所周知,高温是IGBT、LED、5G、集成电路等大功率电气设备的大敌。高温不但会导致系统运行不稳,使用寿命缩短,甚至有可能使某些部件烧毁。导致高温的热量不是来自电气设备的外部,而恰恰是设备内部高强度运行的电器件。散热器的作用就是将这些热量吸收,然后发散到设备以外,从而保证电器部件的正常温度和稳定的工作状态。多数散热器通过和发热部件表面接触,吸收热量,再通过各种方法将热量传递到远处。

电子领域最常用的是风冷/水冷散热片制成的散热器系统。散热片的材质是导热性优良的金属或合金。最常用的是铜和铝合金,二者各有其优缺点。铜的导热性好,但价格较贵,加工难度较高,重量过大(很多纯铜散热器都超过了CPU对重量的限制),热容量较小,而且容易氧化。而纯铝太软,不能直接使用,都是使用的铝合金才能提供足够的硬度,铝合金的优点是价格低廉,重量轻,但导热性比铜就要差很多,不能像铜一样快速将热量散出去,于是就需要加大散热面积或针翅的高度,而这样做的结果是增大散热器体积导致产品不能被市场接受。在考虑了铜和铝这两种材质各自的缺点后,市场部分高端散热器往往采用铜铝结合制造工艺,这些散热片通常都采用铜金属底座,而散热鳍片则采用铝合金。(当然,除了铜底,也有散热片使用铜柱等方法,也是相同的原理)凭借较高的导热系数,铜制底面可以快速吸收电器释放的热量;铝制鳍片可以借助复杂的工艺手段制成最有利于散热的形状,并提供较大的储热空间并快速释放,这在各方面找到了的一个均衡点。不过,这两种金属的结合比较困难,铜和铝之间的亲和力较差,如果接合处理不好,便会产生较大的介面热阻(即两种金属之间由于不充分接触而产生的热阻)。目前,常见的铜铝结合工艺包括:钎焊、贴片、螺丝锁合、塞铜、嵌铜等。然而,这些方法在铜和铝的接触面上都不能做到全面牢固的结合。最常用的钎焊工艺被证实不但实施工艺复杂,且钎焊材料容易腐蚀导致散热效果变差。

北京廊桥材料技术有限公司采用DSC(Direct Spray copper)工艺,将铜直接沉积在铝基体表面,接触面积高达99.5%, 结合强度超过100MPa。据权威机构测试,采用DSC工艺覆铜的铝针翅散热器,其散热效果是钎焊结合的2.1倍。

北京廊桥材料技术有限公司还采用自己专有技术在锻造散热器的针翅表面上沉积多孔材料,使散热面积进一步扩大2-3倍,进一步提高散热效果。

北京廊桥材料技术有限公司提供的散热器部件:

多孔表面针翅散热器

IGBT散热界面

大功率LED散热界面

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