การวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของกระบวนการบัดกรีสุญญากาศของแผ่นเย็นโลหะผสมอลูมิเนี

แผ่นระบายความร้อนอะลูมิเนียมเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ การระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ยานยนต์พลังงานใหม่ และเซิร์ฟเวอร์ความหนาแน่นสูง ในฐานะผู้ผลิตและผู้จำหน่ายแผ่นระบายความร้อนเหลวเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศระดับมืออาชีพ เราให้ภาพรวมเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการเลือกวัสดุและการควบคุมกระบวนการเชื่อมประสานที่มีผลต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของแผ่นระบายความร้อนเหลว

1. เหตุใดการเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว

การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศดำเนินการภายใต้สภาพแวดล้อมสุญญากาศสูง (≤10⁻³ pa) โดยไม่ใช้ฟลักซ์ ซึ่งช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันและทำให้มั่นใจได้ว่าช่องภายในสะอาด มีความแข็งแรงสูง และปราศจากรอยรั่ว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวหรือแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวที่เชื่อมประสาน กระบวนการนี้มีข้อดีหลายประการ:

• การผลิตรอยต่อที่สะอาดหมดจดอย่างยิ่ง

• การไหลของโลหะเติมเป็นไปอย่างดีเยี่ยมด้วยแรงดึงดูดของเส้นเลือดฝอย

• มีความน่าเชื่อถือสูงสำหรับช่องสัญญาณภายในที่ซับซ้อน

• เหมาะสำหรับโครงสร้างผนังบางและหลายชั้น

• เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานแผ่นระบายความร้อนเพื่อการจัดการความร้อนที่ต้องการความเสถียรในระยะยาว

เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมแบบกลไกหรือการเชื่อม TIG การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศเป็นเทคโนโลยีที่น่าเชื่อถือที่สุดในปัจจุบันสำหรับการผลิตแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ใช้ในชุดแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า โมดูลโทรคมนาคม และอินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรม

2. คุณลักษณะของโลหะผสมอลูมิเนียม 3003 ในการเชื่อมประสานสุญญากาศ

ภาพรวมของวัสดุ

3003 เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมงกานีสที่มีคุณสมบัติดังนี้:

• ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี

• ขึ้นรูปได้ดี

• ไม่มีการเสริมความแข็งแรงด้วยการอบชุบความร้อน

พฤติกรรมการเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศของ 3003

เหล็กกล้าไร้สนิม 3003 มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยมในการผลิตแผ่นระบายความร้อนด้วยวิธีการเชื่อมประสานสุญญากาศ เนื่องจากมีโครงสร้างที่เสถียรและปราศจากองค์ประกอบที่ระเหยง่าย

ลักษณะสำคัญ:

• mn ช่วยปรับปรุงโครงสร้างผลึกและเพิ่มความเสถียรในการเชื่อมประสาน

• จะเกิดข้อบกพร่องน้อยลงและการสึกกร่อนน้อยลงเมื่อควบคุมอุณหภูมิไว้ที่ 580–590°C

• เหมาะสำหรับงานออกแบบผนังบาง เช่น แกนรังผึ้ง และช่องระบายความร้อนที่มีอัตราการไหลสูง

ด้วยเหตุนี้ เหล็กกล้าไร้สนิม 3003 จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานออกแบบแผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรีที่ให้ความสำคัญกับความสามารถในการผลิตและความต้านทานการกัดกร่อน

3. คุณลักษณะของโลหะผสมอลูมิเนียม 6061 ในการเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศ

ภาพรวมของวัสดุ

6061 เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม-ซิลิคอนที่มีคุณสมบัติดังนี้:

• สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้

• ให้ความแข็งแกร่งที่สูงกว่า

• มีคุณสมบัติในการขึ้นรูปและเชื่อมที่ดีเยี่ยม

พฤติกรรมการเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศของ 6061

ความท้าทายหลักคือการระเหยของแมกนีเซียมที่อุณหภูมิการเชื่อมประสาน (≈588°C)

การระเหยของมิลลิกรัมสามารถ:

• ทำให้ห้องสุญญากาศปนเปื้อน

• มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการเปียกของโลหะตัวเติม

• ลดช่วงอุณหภูมิที่อนุญาตให้แคบลง

ดังนั้น ในการออกแบบแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบกำหนดเอง หรือแผ่นระบายความร้อนประสิทธิภาพสูงรับน้ำหนักมากโดยใช้เหล็กกล้า 6061 การควบคุมอย่างเข้มงวดในประเด็นต่อไปนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญ:

• ความแม่นยำของอุณหภูมิ

• ระยะเวลาในการพัก (โดยทั่วไป 10-12 นาที)

• ความสะอาดของเตาเผา

• ปริมาณมิลลิกรัมในทั้งโลหะพื้นฐานและโลหะตัวเติม

แม้ว่ากระบวนการผลิตจะมีความซับซ้อนมากขึ้น แต่เหล็กกล้าไร้สนิม 6061 ก็มีความแข็งแรงเชิงกลที่เหนือกว่า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นระบายความร้อนของเหลวที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ แผงระบายความร้อนโครงสร้างแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า และโมดูลเซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง

4. พารามิเตอร์สำคัญของกระบวนการบัดกรีสุญญากาศสำหรับแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว

(1) การเลือกโลหะตัวเติม

โลหะตัวเติมทั่วไป: 4004 (อลูมิเนียม-ซิลิคอน-แมกนีเซียม)

• ช่วงจุดหลอมเหลว: 559–591°C

• มีคุณสมบัติการไหลที่ดีเยี่ยมสำหรับช่องทางภายใน

สำหรับโครงสร้าง 6061 ที่ต้องการอุณหภูมิต่ำกว่า สารเติมแต่งอะลูมิเนียม-ซิลิคอน-ทองแดง-แมกนีเซียมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำขั้นสูง (514–538°C) สามารถลดความร้อนสูงเกินไปและการขยายตัวของเกรนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

(2) อุณหภูมิและระยะเวลาการคงอยู่

อุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุด:

• ต่ำเกินไป → การหลอมเหลวไม่ดี การยึดเกาะอ่อนแอ

• สูงเกินไป → การกัดกร่อนของโลหะพื้นฐาน การละลายของรังผึ้ง การระเหยของมิลลิกรัม (6061)

ระยะเวลาในการคงอุณหภูมิจะต้องสอดคล้องกับพฤติกรรมการแพร่กระจายของโลหะตัวเติม

(3) ระดับสุญญากาศ (≤10⁻³ pa)

ระบบสุญญากาศสูงช่วยขจัดคราบออกไซด์และทำให้รอยต่อเรียบเนียน

(4) ความสะอาดของพื้นผิวและช่องว่างในการประกอบ

• ไม่มีชั้นน้ำมันหรือออกไซด์

• ช่องว่างการประกอบที่แม่นยำช่วยให้เกิดการไหลแบบเส้นเลือดฝอย

• จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็นที่ปราศจากการรั่วไหล

(5) เครื่องมือและอุปกรณ์ยึด

การออกแบบโคมไฟที่ดีช่วยให้:

• การควบคุมการเปลี่ยนรูป

• รักษาความเรียบ

• เพื่อให้มั่นใจได้ว่าความร้อนกระจายอย่างสม่ำเสมอ

ปัจจัยเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะการรั่วไหลเพียงเล็กน้อยภายในแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวที่เชื่อมด้วยวิธีบัดกรี อาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงในระบบระบายความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าหรือโรงงานอุตสาหกรรมได้

5. ข้อบกพร่องทั่วไปและวิธีแก้ไขในแผ่นเย็นที่เชื่อมประสาน

1. การไหลของตะกั่วมากเกินไป (ตะกั่วล้น)

reasons: excessive temperature, long holding time, small grain size
solutions:

• ลดอุณหภูมิ

• เพิ่มขนาดเกรนของโลหะพื้นฐาน

• ปรับความหนาของฟิลเลอร์

2. การสึกกร่อนของโลหะพื้นฐาน

reasons: over-temperature, long soak time, filler melting point too close to base metal
solutions:

• อุณหภูมิการเชื่อมประสานที่ต่ำกว่า

• ใช้โลหะผสมตัวเติมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ

3. การเชื่อมไม่ดี / มีรูพรุน

reasons: insufficient vacuum, contamination, improper clearance
solutions:

• ปรับปรุงการทำความสะอาดพื้นผิว

• ปรับปรุงระบบสุญญากาศให้เหมาะสม

• การออกแบบข้อต่อแบบปรับได้

6. คู่มือการเลือกวัสดุสำหรับแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว

เมื่อใดควรเลือกใช้แผ่นทำความเย็นรุ่น 3003

• ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง

• ช่องทางภายในที่ซับซ้อน

• การจัดการความร้อนที่คุ้มค่า

• ระบบระบายความร้อนแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, โมดูลโทรคมนาคม

เมื่อใดควรเลือกใช้จานเย็นรุ่น 6061

• ต้องการความแข็งแรงสูงหรือรับน้ำหนักโครงสร้างได้สูง

• อิเล็กทรอนิกส์ด้านการบินและอวกาศและการป้องกันประเทศ

• ระบบหล่อเย็นแรงดันสูง

• โมดูล IGBT หรืออินเวอร์เตอร์กำลังสูง

เหล็กกล้าไร้สนิม 3003 ให้ช่วงการทำงานที่กว้างกว่า ในขณะที่ 6061 ให้ความแข็งแรงของรอยต่อที่สูงกว่า ทั้งสองชนิดเหมาะสำหรับโซลูชันแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบบัดกรี ขึ้นอยู่กับการใช้งานของคุณ

7. หลักการทำงานของแผ่นทำความเย็นแบบเหลว (ภาพรวม)

แผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวใช้สารหล่อเย็นหมุนเวียนภายในช่องภายในหรือช่องขนาดเล็กที่ได้รับการออกแบบอย่างแม่นยำ เพื่อดูดซับและถ่ายเทความร้อนออกจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

หลักการทำงาน:

1. ความร้อนจะเข้าสู่ฐานแผ่นเย็น (โดยปกติทำจากอลูมิเนียม 3003 หรือ 6061)

2. สารหล่อเย็นจะไหลผ่านช่องภายในที่เกิดขึ้นจากการเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศ

3. ความร้อนถูกถ่ายเทไปยังสารหล่อเย็นโดยการนำความร้อนและการพาความร้อน

4. สารหล่อเย็นที่ร้อนขึ้นจะไหลออกและถูกทำให้เย็นลงโดยหม้อน้ำหรือเครื่องทำความเย็น

กลไกนี้ช่วยระบายความร้อนได้ดีกว่าการพาความร้อนตามธรรมชาติหรือฮีทซิงค์เพียงอย่างเดียวอย่างมาก ทำให้การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็นเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง

การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตแผ่นระบายความร้อนประสิทธิภาพสูงที่มีช่องทางที่เชื่อถือได้และปราศจากรอยรั่ว

• อะลูมิเนียม 3003 มีคุณสมบัติในการแปรรูปที่ง่ายกว่าและให้การเชื่อมประสานที่เสถียร

• อะลูมิเนียม 6061 มีความแข็งแรงสูงกว่า แต่ต้องใช้การควบคุมกระบวนการที่แม่นยำเนื่องจากการระเหยของแมกนีเซียม

ด้วยโลหะตัวเติมที่เหมาะสม การควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด และอุปกรณ์จับยึดที่มีความแม่นยำสูง วัสดุทั้งสองชนิดจึงสามารถให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมในแผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรี แผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว และแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสั่งทำพิเศษ

ในฐานะผู้ผลิตและผู้จำหน่ายแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบเชื่อมประสานสุญญากาศที่มีประสบการณ์ เรานำเสนอโซลูชันการออกแบบ การผลิต และการเชื่อมประสานที่ครอบคลุม ซึ่งปรับแต่งให้เหมาะสมสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า โทรคมนาคม การบินและอวกาศ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม และการระบายความร้อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง