Individuální hliníkové válcované vzduchem chlazené IGBT měniče s lepenými lamelami chladiče

Lepený lamelový chladič, běžně označovaný v čínštině jako svařovaný nebo lepený lamelový chladič, je typ chladiče, který integruje jednotlivé chladicí lamely s podložkou pomocí specializovaných procesů. Hraje klíčovou roli v aplikacích vysoce výkonného tepelného managementu.

Jak název napovídá, jádrem technologie lepených lamel je proces „lepící“ nebo „svařovací“:

1. Pájení

· Proces: Nejprve jsou jednotlivé kovové lamely (obvykle hliníkové nebo měděné) přesně uspořádány na základně pomocí upínacích zařízení nebo forem. Poté se pájka (slitina s nižší teplotou tavení než má základní materiál) umístí do stykových bodů mezi základem a lamelami. Nakonec se sestava zahřeje v peci pro kontrolované atmosférické pájení, čímž se pájecí materiál roztaví a kapilární akcí vyplní mezery. Po ochlazení vznikne pevné metalurgické spojení.

· Vlastnosti: Toto je nejběžnější a nejspolehlivější proces spojení lamel, který dosahuje velmi vysoké pevnosti spojení a vynikající tepelné vodivosti.

2. Lepení epoxidem

· Proces: Lepidlo s vysokou tepelnou vodivostí spojuje lamely se základní deskou.

· Vlastnosti: Nízká procesní teplota a relativně nízká cena. Existují však dva hlavní nedostatky: Za prvé, tepelný odpor lepidla je výrazně vyšší než u kovu, což snižuje celkovou tepelnou vodivost. Za druhé, dlouhodobý provoz za vysokých teplot může způsobit stárnutí nebo riziko selhání. Je tedy primárně používán v aplikacích bez extrémních požadavků na výkon.

3. Ostatní procesy: Existují metody jako třecí šroubovací svařování, ale nejsou tak široce rozšířené jako pájení.

Výhody:

1. Výjimečná flexibilita návrhu a poměr výšky lamel k tloušťce

· Lamele lze vyrobit extrémně tenké, vysoké a hustě uspořádané, čímž se dosáhne obrovské plochy pro odvod tepla při dané základní ploše. To představuje jejich hlavní výhodu oproti profilovacím procesům.

· Umožňuje výrobu vyšších lamel než u procesů za studena.

2. Vyšší tepelný výkon

· Kovové spojení vytvořené pájením vykazuje extrémně nízký tepelný odpor, který se blíží monolitickým strukturám. Teplo je efektivně vedeno od základní desky až k hrotům lamel.

3. Flexibilní kombinace materiálů

· Jsou možné kombinace měděného tělesa s hliníkovými lamelami. Vysoká tepelná vodivost mědi rychle odebírá teplo, zatímco lehkost a nízká cena hliníku umožňují rozsáhlý odvod tepla, čímž se dosahuje optimální rovnováhy mezi výkonem a náklady. Toto je obtížně dosažitelné jinými procesy.

4. Rozmanité geometrie

· Tvary lamel nejsou omezeny na přímé linky; mohou být navrženy jako vlnité, jehlovité nebo jiné formy za účelem optimalizace proudění vzduchu a účinnosti odvodu tepla.