خنک‌کننده آلومینیومی اکستروژن سفارشی، خنک‌شونده با هوا، مبدل IGBT با پره‌های متصل‌شده

هیتسینک فین باند شده، که معمولاً در زبان چینی به عنوان هیتسینک فین جوش داده شده یا هیتسینک فین باند شده نامیده می‌شود، نوعی هیتسینک است که در آن صفحات خنک‌کننده جداگانه با یک صفحه پایه از طریق فرآیندهای تخصصی ادغام می‌شوند. این محصول نقش مهمی در کاربردهای مدیریت حرارتی با عملکرد بالا ایفا می‌کند.

همان‌طور که از نامش پیداست، هسته فناوری Bonded Fin در فرآیند «باند کردن» یا «جوش دادن» قرار دارد:

1. جوشکاری با فلز پرکن (Brazing)

· فرآیند: ابتدا صفحات فلزی جداگانه (معمولاً آلومینیومی یا مسی) با دقت در محل مناسب روی صفحه پایه قرار داده می‌شوند. سپس فلز پرکن (آلیاژی با نقطه ذوب پایین‌تر از ماده پایه) در نقاط تماس بین صفحه پایه و فین‌ها قرار داده می‌شود. در نهایت، مجموعه در یک کوره جوشکاری با محیط کنترل‌شده گرم می‌شود تا ماده جوش ذوب شده و از طریق اثر مویینگی شکاف‌ها را پر کند. پس از سرد شدن، یک اتصال متالورژیکی محکم ایجاد می‌شود.

· ویژگی‌ها: این رایج‌ترین و قابل اعتمادترین فرآیند باله‌های متصل‌شده است که به مقاومت بسیار بالای چسبندگی و هدایت حرارتی عالی دست می‌یابد.

2. چسباندن با اپوکسی

· فرآیند: چسب اپوکسی با هدایت حرارتی بالا، باله‌ها را به زیرلایه متصل می‌کند.

· ویژگی‌ها: دمای فرآیند پایین و هزینه نسبتاً کم. با این حال، دو معایب اساسی وجود دارد: اول اینکه مقاومت حرارتی چسب به مراتب بیشتر از فلز است و این امر عملکرد کلی هدایت حرارتی را تضعیف می‌کند. دوم اینکه کارکرد طولانی‌مدت در دمای بالا ممکن است خطرات پیر شدن یا خرابی را به همراه داشته باشد. بنابراین، این روش عمدتاً در کاربردهایی که نیازهای عملکردی شدیدی ندارند استفاده می‌شود.

3. سایر فرآیندها: روش‌هایی مانند جوشکاری اغتشاشی وجود دارند که کمتر از لحیم‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایا:

1. انعطاف‌پذیری طراحی بسیار بالا و نسبت ابعادی باله

· پره‌ها می‌توانند بسیار نازک، بلند و به صورت متراکم ساخته شوند که این امر باعث ایجاد سطح گسترده‌ای برای پراکندگی حرارت در یک سطح پایه مشخص می‌شود. این موضوع مزیت اصلی آن در مقایسه با فرآیندهای اکستروژن است.

· امکان ساخت پره‌های بلندتری را نسبت به فرآیندهای کلد فورجینگ فراهم می‌کند.

2. عملکرد حرارتی برتر

· پیوند فلزی ایجادشده توسط لحیم‌کاری مقاومت حرارتی بسیار پایینی دارد و به ساختارهای یکپارچه نزدیک است. گرما به‌طور کارآمد از صفحه پایه به نوک پره‌ها منتقل می‌شود.

3. ترکیب انعطاف‌پذیر مواد

· ترکیب پایه مسی و پره آلومینیومی امکان‌پذیر است. هدایت حرارتی بالای مس به سرعت گرما را جذب می‌کند، در حالی که سبکی و هزینه پایین آلومینیوم امکان پراکندگی گرمای گسترده را فراهم می‌کند و تعادل بهینه‌ای بین عملکرد و هزینه ایجاد می‌کند. دستیابی به چنین ترکیبی با سایر فرآیندها دشوار است.

4. هندسه‌های متنوع

· اشکال پره‌ها محدود به خطوط مستقیم نیستند؛ بلکه می‌توانند به صورت موج‌دار، سوزنی یا سایر اشکال طراحی شوند تا جریان هوا و کارایی پراکندگی حرارت بهینه شود.