โมดูล IGBT กำลังสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ระบบพลังงานหมุนเวียน ระบบขับเคลื่อนอุตสาหกรรม ระบบขนส่ง อุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน และอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้าแรงสูง ในระหว่างการทำงาน โมดูล IGBT จะสร้างความร้อนจำนวนมาก หากความร้อนนี้ไม่ถูกระบายออกอย่างมีประสิทธิภาพ อุณหภูมิที่จุดเชื่อมต่ออาจสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง เกิดความเครียดจากความร้อน กำลังไฟฟ้าลดลง หรือแม้กระทั่งโมดูลเสียหาย
สำหรับการใช้งานกำลังสูงหลายๆ อย่าง มักจะพิจารณาใช้ฮีทซิงค์แบบท่อความร้อน เนื่องจากท่อความร้อนสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพในระยะทางที่กำหนด อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น กลางแจ้ง ความชื้นสูง ระดับความสูง และอุณหภูมิต่ำ โซลูชันระบายความร้อนด้วยท่อความร้อนอาจเผชิญกับความเสี่ยงด้านความน่าเชื่อถือ ของเหลวที่ใช้ในท่อความร้อนอาจแข็งตัวในสภาพแวดล้อมที่หนาวจัด และโครงสร้างท่อที่ปิดสนิทอาจเกิดการรั่วไหลหรือประสิทธิภาพลดลงในระยะยาว
เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ Kingka ได้พัฒนาฮีทซิงค์แบบบัดกรีทองแดง-อลูมิเนียม โดยใช้แผ่นฐานทองแดง ครีบอลูมิเนียมที่ตัดแต่ง และเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยสารบัดกรีอุณหภูมิสูง โครงสร้างนี้หลีกเลี่ยงการใช้ท่อความร้อนและอาศัยการนำความร้อนแบบโซลิดสเตทผ่านวัสดุทองแดงและอลูมิเนียม ทำให้ได้โซลูชันการระบายความร้อน IGBT ที่เสถียรและเชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับสภาวะการทำงานที่รุนแรง

เหตุใดการระบายความร้อน IGBT กำลังสูงจึงเป็นความท้าทายด้านการออกแบบที่สำคัญ
โมดูล IGBT เป็นส่วนประกอบหลักด้านพลังงานในระบบไฟฟ้าหลายระบบ เนื่องจากทำหน้าที่สวิตช์แรงดันและกระแสสูง จึงทำให้เกิดความร้อนสูงในระหว่างการทำงาน หากความร้อนไม่สามารถระบายออกจากโมดูลได้อย่างรวดเร็ว อุณหภูมิของอุปกรณ์จะสูงขึ้น ส่งผลกระทบต่อทั้งประสิทธิภาพและอายุการใช้งาน
ในการใช้งานจริง การจัดการความร้อนของ IGBT ไม่ได้หมายถึงแค่การลดอุณหภูมิเท่านั้น ลูกค้ามักให้ความสำคัญกับประเด็นที่ลึกซึ้งกว่านั้นหลายประการ:
วิธีลดจุดร้อนเฉพาะที่ภายใต้โมดูล igbt
วิธีปรับปรุงการกระจายความร้อนทั่วฐานของฮีทซิงค์
วิธีการรักษาประสิทธิภาพการระบายความร้อนให้คงที่ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง
วิธีหลีกเลี่ยงการรั่วไหล การแข็งตัว และความเสี่ยงด้านการบำรุงรักษา
วิธีการสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการระบายความร้อน ความน่าเชื่อถือของโครงสร้าง น้ำหนัก และต้นทุน
วิธีสร้างฮีทซิงค์แบบกำหนดเองให้พอดีกับพื้นที่ติดตั้งจริง
ด้วยเหตุนี้ ฮีทซิงค์อะลูมิเนียมมาตรฐานจึงมักไม่เพียงพอสำหรับการใช้งาน IGBT กำลังสูง จำเป็นต้องใช้โครงสร้างฮีทซิงค์แบบกำหนดเองที่มีความน่าเชื่อถือมากกว่า
ปัญหาทั่วไปของฮีทซิงค์แบบท่อความร้อนในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
แผ่นระบายความร้อนแบบท่อความร้อนสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมหลายอย่าง อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้งานกลางแจ้งและในสภาวะที่รุนแรง อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงทางเทคนิคที่ไม่สามารถมองข้ามได้
1. ความเสี่ยงต่อการแข็งตัวในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ
ท่อความร้อนมีของเหลวทำงานอยู่ภายในท่อที่ปิดสนิท ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ของเหลวภายในนี้อาจแข็งตัวได้ เมื่อเกิดการแข็งตัว ปริมาตรของของเหลวอาจขยายตัวและทำลายโครงสร้างภายในของท่อความร้อน ในกรณีที่รุนแรง ท่ออาจแตก ทำให้การถ่ายเทความร้อนทั้งหมดล้มเหลว
สำหรับระบบ IGBT กำลังสูงที่ใช้ในพื้นที่หนาวเย็น สถานีผลิตไฟฟ้ากลางแจ้ง อุปกรณ์ที่ทำงานในที่สูง หรือสภาวะการทำงานในฤดูหนาว นี่เป็นปัญหาด้านความน่าเชื่อถือที่สำคัญมาก
2. ความเสี่ยงต่อการรั่วไหลและการปิดผนึกไม่สนิท
ท่อความร้อนอาศัยโครงสร้างที่ปิดสนิท หากบริเวณที่ปิดผนึกเสื่อมสภาพ แตกร้าว หรือเสียหายจากการสั่นสะเทือน ความชื้น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หรือแรงกดทางกลในระยะยาว ของเหลวภายในอาจรั่วไหลได้ เมื่อเกิดการรั่วไหลแล้ว ท่อความร้อนจะสูญเสียความสามารถในการถ่ายเทความร้อน
สำหรับการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ความล้มเหลวประเภทนี้อาจตรวจพบได้ยากในระยะเริ่มต้น แต่สามารถส่งผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของระบบโดยรวมได้
3. ประสิทธิภาพลดลงเมื่อใช้งานเป็นเวลานาน
ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของท่อความร้อนขึ้นอยู่กับการไหลเวียนของของเหลวทำงานภายใน โครงสร้างของไส้ท่อ และการเปลี่ยนแปลงสถานะไอ-ของเหลว ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในระยะยาว และความเครียดทางกลอาจลดความเสถียรของประสิทธิภาพได้
ด้วยเหตุนี้ สำหรับโครงการระบายความร้อน IGBT ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงบางโครงการ แผ่นระบายความร้อนแบบนำความร้อนที่เป็นของแข็งโดยไม่มีของเหลวทำงานภายใน จึงอาจเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้มากกว่า
แนวคิดการออกแบบฮีทซิงค์แบบบัดกรีทองแดง-อะลูมิเนียม
แผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรีทองแดง-อะลูมิเนียมนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาความน่าเชื่อถือของระบบระบายความร้อนแบบใช้ท่อความร้อน แทนที่จะใช้การไหลเวียนของของเหลวภายใน แผ่นระบายความร้อนนี้ใช้แผ่นฐานทองแดงในการกระจายความร้อนและครีบอะลูมิเนียมในการลดความร้อน
แผ่นฐานทองแดงดูดซับและกระจายความร้อนจากโมดูล IGBT ได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่โครงสร้างครีบอะลูมิเนียมช่วยเพิ่มพื้นที่ระบายความร้อนและถ่ายเทความร้อนไปยังอากาศโดยรอบ
การออกแบบนี้เป็นการผสมผสานข้อดีของทองแดงและอลูมิเนียมเข้าด้วยกัน:
ทองแดงมีคุณสมบัติในการนำความร้อนและกระจายความร้อนได้ดีเยี่ยม
อะลูมิเนียมมีโครงสร้างน้ำหนักเบาและระบายความร้อนได้ดีในพื้นที่ขนาดใหญ่
การเชื่อมประสานด้วยตะกั่วช่วยปรับปรุงการสัมผัสระหว่างทองแดงและอลูมิเนียม
การไม่มีท่อความร้อนหมายถึงไม่มีการแข็งตัว ไม่มีรอยรั่ว และมีความน่าเชื่อถือต่อสิ่งแวดล้อมสูงขึ้น
โครงสร้างนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการระบายความร้อน IGBT กำลังสูง การระบายความร้อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูงกลางแจ้ง และโซลูชันการจัดการความร้อนแบบกำหนดเองที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
พารามิเตอร์โครงสร้างหลักของฮีทซิงค์ทองแดง-อะลูมิเนียม
โครงสร้างฮีทซิงค์ได้รับการออกแบบโดยยึดหลักการ “กระจายความร้อน + การระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ” แผ่นฐานทองแดงทำหน้าที่รับความร้อนที่กระจุกตัวจากโมดูล IGBT ในขณะที่ครีบอะลูมิเนียมช่วยเพิ่มพื้นที่ระบายความร้อนให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
พารามิเตอร์โครงสร้างหลัก
| ส่วนประกอบ | ข้อกำหนด | การทำงาน | ประโยชน์ด้านการออกแบบ |
|---|
| แผ่นฐานทองแดง | ความหนา 5 มม. | กระจายความร้อนจากพื้นผิวด้านล่างของ IGBT | ช่วยลดจุดที่มีอุณหภูมิสูงเฉพาะที่และปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ |
| แผ่นฐานอลูมิเนียม | ความหนา 10 มม. | ทำหน้าที่ให้การสนับสนุนโครงสร้างและการเชื่อมต่อความร้อนด้วยครีบ | ช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและเสถียรภาพในการถ่ายเทความร้อน |
| ความหนาของฐานทั้งหมด | 15 มม. ประกอบด้วยอลูมิเนียม 10 มม. และทองแดง 5 มม. | ก่อตัวเป็นฐานคอมโพสิตทองแดง-อะลูมิเนียม | มีความสมดุลระหว่างการนำความร้อน ความแข็งแรง และน้ำหนัก |
| ความยาวครีบอะลูมิเนียม | 850 มม. | เพิ่มพื้นที่ระบายความร้อน | เหมาะสำหรับการระบายความร้อน IGBT ขนาดใหญ่และกำลังสูง |
| ความสูงของครีบอลูมิเนียม | 100 มม. | ขยายพื้นผิวการพาความร้อน | ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนด้านอากาศ |
| ความหนาของครีบอลูมิเนียม | 1.5 มม. | ช่วยให้โครงสร้างครีบมีความเสถียร | สร้างสมดุลระหว่างการถ่ายเทความร้อน ความแข็งแรง และความเป็นไปได้ในการผลิต |
| วางบัดกรี | วางบัดกรีอุณหภูมิสูง 230°C | การเชื่อมต่อระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียม | ลดความต้านทานความร้อนของอินเทอร์เฟซ |
| กระบวนการเชื่อมต่อ | กระบวนการบัดกรีด้วยการพิมพ์สเตนซิล | ควบคุมความหนาและความสม่ำเสมอของเนื้อบัดกรี | ช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอในการยึดติดและความเสถียรในการผลิต |
การผสมผสานพารามิเตอร์นี้เหมาะสำหรับฮีทซิงค์อลูมิเนียมขนาดใหญ่แบบกำหนดเอง ฮีทซิงค์ทองแดงอลูมิเนียม และฮีทซิงค์ระบายความร้อน IGBT ที่ต้องการประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่เสถียรและความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดี
ทำไมต้องใช้แผ่นฐานทองแดงหนา 5 มม.?
พื้นผิวด้านล่างของโมดูล IGBT มักจะเกิดความร้อนสะสม หากความร้อนนี้ถูกถ่ายเทไปยังแผ่นระบายความร้อนอะลูมิเนียมโดยตรง อาจเกิดความแตกต่างของอุณหภูมิเฉพาะจุดได้ เนื่องจากอะลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าทองแดง
แผ่นฐานทองแดงหนา 5 มม. ช่วยแก้ปัญหานี้ได้โดยการกระจายความร้อนอย่างสม่ำเสมอมากขึ้นก่อนที่จะเข้าสู่โครงสร้างครีบอะลูมิเนียม ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดความร้อนสูงเฉพาะจุดและเพิ่มเสถียรภาพในการทำงานของโมดูล IGBT
แผ่นฐานทองแดงมีข้อดีหลายประการ:
การกระจายความร้อนที่ดีขึ้นใต้โมดูล IGBT
ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ฐานของฮีทซิงค์ลดลง
ลดจุดร้อนในพื้นที่
ประสิทธิภาพการระบายความร้อนของหน้าสัมผัสที่ดีขึ้น
การปกป้องที่ดีกว่าสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง
สำหรับงานที่ต้องการกำลังสูง แผ่นฐานทองแดงไม่ได้เป็นเพียงชั้นนำความร้อนเท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนสำคัญที่ช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิและความน่าเชื่อถือของโมดูลอีกด้วย

ครีบระบายความร้อนอะลูมิเนียมแบบเซาะร่อง ออกแบบมาเพื่อการระบายความร้อนในพื้นที่ขนาดใหญ่
ส่วนครีบอะลูมิเนียมได้รับการออกแบบมาเพื่อระบายความร้อนออกสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบ ในโซลูชันนี้ ความยาวของครีบอยู่ที่ 850 มม. ความสูง 100 มม. และความหนา 1.5 มม. โครงสร้างครีบขนาดใหญ่นี้ให้พื้นที่ระบายความร้อนกว้าง ทำให้เหมาะสำหรับภาระความร้อนสูงที่มีกำลังไฟฟ้าสูง
เลือกใช้อลูมิเนียมเนื่องจากมีความสมดุลที่ดีระหว่างประสิทธิภาพการระบายความร้อน น้ำหนัก ต้นทุน และความสามารถในการผลิต เมื่อเทียบกับแผ่นระบายความร้อนที่ทำจากทองแดงทั้งหมด โครงสร้างคอมโพสิตทองแดง-อลูมิเนียมสามารถลดน้ำหนักโดยรวมลงได้ ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพการกระจายความร้อนที่ดีเยี่ยมในบริเวณแหล่งกำเนิดความร้อน
สำหรับฮีทซิงค์แบบครีบเฉือนชนิดนี้ รูปทรงของครีบมีความสำคัญมาก เพราะส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานความร้อนด้านอากาศ ความสูงของครีบ ระยะห่างระหว่างครีบ ความหนาของครีบ และทิศทางการไหลของอากาศ ควรได้รับการปรับให้เหมาะสมตามสภาพการทำงานจริง
ข้อดีของโครงสร้างครีบอะลูมิเนียม
| ปัจจัยการออกแบบ | ประโยชน์สำหรับการระบายความร้อนของ IGBT |
|---|
| พื้นที่ครีบขนาดใหญ่ | ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนด้วยการพาความร้อน |
| ความสูงของครีบ 100 มม. | เพิ่มพื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อน |
| ความหนาของครีบ 1.5 มม. | ให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและการนำความร้อน |
| ความยาวครีบ 850 มม. | เหมาะสำหรับการระบายความร้อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังขนาดใหญ่ |
| วัสดุอะลูมิเนียม | ช่วยลดน้ำหนักเมื่อเทียบกับฮีทซิงค์ทองแดงล้วน |
| การออกแบบครีบแบบกำหนดเอง | สามารถปรับให้เหมาะสมตามปริมาณลมและพื้นที่ติดตั้งได้ |
ด้วยเหตุนี้ โซลูชันนี้จึงเหมาะสมสำหรับฮีทซิงค์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ฮีทซิงค์โมดูล IGBT ระบบระบายความร้อนในอุตสาหกรรม และการใช้งานด้านการจัดการความร้อนกำลังสูงอื่นๆ
การเชื่อมต่อระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียมด้วยน้ำยาบัดกรีที่อุณหภูมิ 230 องศาเซลเซียส
ส่วนเชื่อมต่อระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียมเป็นส่วนสำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของฮีทซิงค์ทั้งหมด แม้ว่าวัสดุทั้งสองจะมีค่าการนำความร้อนที่ดี แต่การยึดติดที่ไม่ดีอาจทำให้เกิดความต้านทานความร้อนสูงและลดประสิทธิภาพการระบายความร้อนโดยรวมได้
เพื่อปรับปรุงคุณภาพของส่วนเชื่อมต่อ ฮีทซิงค์นี้ใช้สารบัดกรีอุณหภูมิสูง 230°C ร่วมกับกระบวนการพิมพ์แบบสเตนซิล สารบัดกรีจะถูกพิมพ์อย่างสม่ำเสมอลงบนพื้นที่เชื่อมต่อผ่านสเตนซิลเหล็กที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ หลังจากจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำและให้ความร้อนอย่างควบคุมแล้ว สารบัดกรีจะละลายและสร้างการเชื่อมต่อทางความร้อนและทางกลที่แข็งแรงระหว่างแผ่นฐานทองแดงและโครงสร้างอะลูมิเนียม
ขั้นตอนกระบวนการที่สำคัญ
| ขั้นตอนการดำเนินการ | คำอธิบาย | วัตถุประสงค์ |
|---|
| การเตรียมพื้นผิว | ทำความสะอาดและเตรียมพื้นผิวสำหรับเชื่อมต่อทองแดงและอลูมิเนียม | ปรับปรุงการเปียกของตะกั่วบัดกรีและคุณภาพการยึดติด |
| การออกแบบลายฉลุ | ปรับแต่งแม่แบบเหล็กตามพื้นที่การเชื่อมต่อ | ควบคุมการกระจายตัวของสารบัดกรี |
| การพิมพ์วางบัดกรี | พิมพ์น้ำยาประสาน 230°C ให้ทั่วบริเวณรอยต่อระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียมอย่างสม่ำเสมอ | หลีกเลี่ยงการใช้ตะกั่วบัดกรีไม่เพียงพอหรือการสะสมของตะกั่วบัดกรีมากเกินไป |
| การจัดแนวที่แม่นยำ | จัดวางแผ่นฐานทองแดงและโครงสร้างครีบอลูมิเนียมให้ตรงกันอย่างแม่นยำ | เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสอย่างเต็มที่และการยึดติดที่สม่ำเสมอ |
| การบัดกรีที่อุณหภูมิสูง | ให้ความร้อนเพื่อให้ตะกั่วบัดกรีหลอมละลายและแข็งตัวอย่างสมบูรณ์ | สร้างการเชื่อมต่อทางกลและความร้อนที่แข็งแรง |
| การตรวจสอบหลังกระบวนการ | ตรวจสอบความแข็งแรงของการยึดติดและคุณภาพของส่วนเชื่อมต่อ | ป้องกันช่องว่าง การยึดติดที่ไม่แข็งแรง หรือการแยกชั้น |
ด้วยกระบวนการนี้ อินเตอร์เฟซระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียมจึงสามารถสัมผัสกันได้แนบสนิทและลดความต้านทานความร้อน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการระบายความร้อนของ IGBT กำลังสูง
เหตุใดการพิมพ์ลายฉลุจึงมีความสำคัญในการเชื่อมประสานด้วยตะกั่ว
สำหรับแผ่นระบายความร้อนทองแดง-อลูมิเนียมขนาดใหญ่ การใช้ตะกั่วบัดกรีไม่ควรทำแบบสุ่มสี่สุ่มห้า หากชั้นตะกั่วบางเกินไป บางบริเวณอาจไม่ยึดติดกันอย่างเหมาะสม หากชั้นตะกั่วหนาเกินไป อาจทำให้ความต้านทานความร้อนเพิ่มขึ้นหรือทำให้การยึดติดไม่สม่ำเสมอ
การพิมพ์ลายฉลุช่วยแก้ปัญหานี้ได้โดยการควบคุมความหนาและการกระจายตัวของวางบัดกรี ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอ ความสามารถในการทำซ้ำ และประสิทธิภาพในการผลิต
ข้อดีของการพิมพ์ลายฉลุ ได้แก่:
ความหนาของวางบัดกรีที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น
ควบคุมพื้นที่การยึดติดได้ดีขึ้น
ลดความเสี่ยงของการเกิดช่องว่างในพื้นที่
ปรับปรุงคุณภาพการสัมผัสระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียม
กระบวนการผลิตแบบเป็นชุดมีความสม่ำเสมอมากขึ้น
ประสิทธิภาพทางความร้อนที่เสถียรยิ่งขึ้น
สำหรับผู้ผลิตฮีทซิงค์แบบสั่งทำ ความเสถียรของกระบวนการผลิตมีความสำคัญไม่แพ้การเลือกใช้วัสดุ การออกแบบที่ดีต้องสามารถผลิตได้ ทำซ้ำได้ และเชื่อถือได้ในสภาพการทำงานจริง
ฮีทซิงค์ทองแดง-อลูมิเนียม เทียบกับ ฮีทซิงค์แบบท่อความร้อน
สำหรับการระบายความร้อน IGBT ในสภาวะที่รุนแรง แผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรีทองแดง-อะลูมิเนียมมีข้อดีหลายประการเหนือกว่าแผ่นระบายความร้อนแบบท่อความร้อนแบบดั้งเดิม
| รายการเปรียบเทียบ | แผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรีทองแดง-อลูมิเนียม | แผ่นระบายความร้อนแบบท่อความร้อน |
|---|
| วิธีการถ่ายเทความร้อน | การนำไฟฟ้าแบบของแข็งผ่านทองแดงและอลูมิเนียม | การถ่ายเทความร้อนจากการเปลี่ยนสถานะผ่านของเหลวทำงานภายใน |
| ความเสี่ยงจากการเยือกแข็ง | ไม่มีของเหลวภายใน ไม่มีความเสี่ยงต่อการแข็งตัว | ของเหลวที่ใช้ในการทำงานอาจแข็งตัวได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ |
| ความเสี่ยงต่อการรั่วไหล | ไม่มีท่อปิดผนึก ไม่มีของเหลวรั่วไหล | หากซีลชำรุด อาจทำให้ของเหลวที่ใช้ในการทำงานรั่วไหลได้ |
| ความน่าเชื่อถือในระยะยาว | มีความน่าเชื่อถือสูงในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง | ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการซีลท่อความร้อนและสภาพของของเหลวภายใน |
| ความเสี่ยงในการบำรุงรักษา | ความต้องการในการบำรุงรักษาต่ำกว่า | การตรวจจับความล้มเหลวอาจทำได้ยากก่อนที่ประสิทธิภาพจะลดลง |
| เสถียรภาพโครงสร้าง | โครงสร้างของแข็งที่แข็งแรง | ท่อความร้อนอาจได้รับผลกระทบจากการสั่นสะเทือน การโค้งงอ และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ |
| สภาพแวดล้อมที่เหมาะสม | ใช้งานกลางแจ้ง ในสภาพอากาศหนาวเย็น ชื้นสูง และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง | เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมหรือปานกลางมากกว่า |
| ความยืดหยุ่นในการออกแบบ | เหมาะสำหรับการกระจายความร้อนของ IGBT ในพื้นที่ขนาดใหญ่ | เหมาะสำหรับการถ่ายเทความร้อนในระยะทางไกล แต่มีข้อจำกัดเรื่องสภาพของท่อส่งความร้อน |
นี่ไม่ได้หมายความว่าฮีทซิงค์แบบท่อความร้อนไม่มีประโยชน์ ในหลายๆ การใช้งาน ท่อความร้อนยังคงเป็นทางเลือกที่ดี อย่างไรก็ตาม เมื่อความกังวลหลักของลูกค้าคือการแข็งตัว การรั่วไหล และความน่าเชื่อถือในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ฮีทซิงค์แบบบัดกรีทองแดง-อะลูมิเนียมอาจเหมาะสมกว่า

ข้อดีของการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
แผ่นระบายความร้อนที่ทำจากวัสดุผสมทองแดง-อะลูมิเนียมนี้ ออกแบบมาสำหรับงานที่ความน่าเชื่อถือมีความสำคัญมากกว่าประสิทธิภาพการระบายความร้อนในระยะสั้นเพียงอย่างเดียว
1. ไม่มีความเสี่ยงต่อการชำรุดของท่อความร้อน
เนื่องจากฮีทซิงค์นี้ไม่ใช้ท่อความร้อน จึงไม่จำเป็นต้องอาศัยของเหลวทำงานภายใน การหมุนเวียนของไอ หรือโครงสร้างท่อปิดผนึก ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงจากการรั่วไหลของของเหลว การแตกร้าวของท่อ และการเสื่อมสภาพของท่อความร้อน
สำหรับระบบ IGBT ที่ต้องทำงานอย่างต่อเนื่อง นี่ถือเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ
2. ไม่มีปัญหาเรื่องการแข็งตัวในสภาวะอุณหภูมิต่ำ
ในบริเวณที่มีอากาศหนาวเย็นหรือการใช้งานกลางแจ้ง ของเหลวที่ใช้ในท่อส่งความร้อนอาจแข็งตัวและทำให้ท่อเสียหายได้ แต่แผ่นระบายความร้อนทองแดง-อะลูมิเนียมใช้การนำความร้อนแบบโซลิดสเตท จึงไม่ได้รับผลกระทบจากการแข็งตัวของของเหลวภายใน
จึงทำให้เหมาะสำหรับ:
อุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับพื้นที่สูง
ตู้ไฟฟ้าภายนอกอาคาร
ระบบพลังงานลม
ระบบกักเก็บพลังงาน
ระบบรางรถไฟและระบบจ่ายพลังงานสำหรับการขับเคลื่อน
อุปกรณ์อุตสาหกรรมในเขตหนาว
การระบายความร้อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูงกลางแจ้งที่รุนแรง
3. การกระจายความร้อนที่ดีขึ้นใต้โมดูล IGBT
แผ่นทองแดงหนา 5 มม. ช่วยกระจายความร้อนได้สม่ำเสมอยิ่งขึ้นทั่วฐานระบายความร้อน ซึ่งจะช่วยลดการกระจุกตัวของอุณหภูมิที่พื้นผิวด้านล่างของ IGBT และช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของโมดูล
4. ความน่าเชื่อถือของโครงสร้างที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น
โครงสร้างที่เชื่อมด้วยทองแดงและอะลูมิเนียมมีความเสถียรทางกล ช่วยหลีกเลี่ยงโครงสร้างแบบปิดผนึกที่เปราะบางของท่อความร้อน และเหมาะสมกว่าสำหรับสภาวะการสั่นสะเทือน ความชื้น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และการใช้งานกลางแจ้ง
5. เหมาะสำหรับการผลิตตามสั่ง
กระบวนการพิมพ์ลายฉลุสำหรับวางบัดกรีสามารถควบคุมและทำซ้ำได้ สามารถปรับให้เข้ากับขนาดของฮีทซิงค์ พื้นที่การเชื่อมต่อ โครงสร้างครีบ และข้อกำหนดด้านความร้อนของลูกค้าได้
คุณควรเลือกใช้ฮีทซิงค์แบบบัดกรีทองแดง-อลูมิเนียมเมื่อใด?
แผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรีทองแดง-อะลูมิเนียมเหมาะสำหรับกรณีที่ลูกค้าต้องการโซลูชันการระบายความร้อนที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง แต่ต้องการหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากท่อระบายความร้อน
ตัวอย่างการใช้งานที่แนะนำ
| เงื่อนไขการสมัคร | เหตุใดวิธีแก้ปัญหานี้จึงเหมาะสม |
|---|
| การระบายความร้อน IGBT กำลังสูง | ฐานทองแดงช่วยกระจายความร้อนได้ดีขึ้น ครีบอะลูมิเนียมช่วยระบายความร้อนได้ดียิ่งขึ้น |
| อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กลางแจ้ง | ไม่มีการรั่วไหลของท่อความร้อนหรือความเสี่ยงจากการแข็งตัว |
| สภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำ | โครงสร้างการนำความร้อนแบบแข็งช่วยป้องกันการแข็งตัวของของเหลวทำงาน |
| สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง | ไม่มีโครงสร้างท่อของเหลวแบบปิดผนึก ความเสี่ยงต่อความล้มเหลวต่ำกว่า |
| ความต้องการฮีทซิงค์ขนาดใหญ่ | โครงสร้างครีบอะลูมิเนียมช่วยให้มีพื้นที่ระบายความร้อนขนาดใหญ่ |
| การใช้งานต่อเนื่องในระยะยาว | โครงสร้างที่มั่นคงช่วยยืดอายุการใช้งาน |
| ข้อกังวลของลูกค้าเกี่ยวกับความเสียหายของท่อความร้อน | การออกแบบด้วยทองแดงและอะลูมิเนียมช่วยลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับท่อส่งความร้อน |
สำหรับงานที่ต้องการความร้อนสูงมากเป็นพิเศษ อาจยังจำเป็นต้องใช้แผ่นระบายความร้อนแบบเหลว Kingka ยังสามารถจัดหาแผ่นระบายความร้อนแบบเหลวตามสั่ง แผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ แผ่นระบายความร้อนแบบเหลว FSW และแผ่นระบายความร้อนที่ผลิตด้วยเครื่อง CNC ในกรณีที่การระบายความร้อนด้วยอากาศหรือแผ่นระบายความร้อนแบบใช้ตัวนำความร้อนไม่เพียงพอ
แผ่นระบายความร้อนทองแดง-อลูมิเนียม หรือแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว: ควรเลือกอย่างไร?
ทั้งแผ่นระบายความร้อนทองแดง-อะลูมิเนียมและแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวต่างก็ถูกนำมาใช้ในการจัดการความร้อนกำลังสูง แต่ทั้งสองอย่างแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน
| สารละลายทำความเย็น | สถานการณ์ที่เหมาะสม | ข้อได้เปรียบหลัก | ข้อพิจารณาที่สำคัญ |
|---|
| แผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรีทองแดง-อลูมิเนียม | ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศกำลังสูง เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ไม่ควรใช้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว | ไม่มีความเสี่ยงต่อการแข็งตัวหรือการรั่วไหลจากท่อความร้อน | จำเป็นต้องมีการระบายอากาศที่เหมาะสมและพื้นที่ติดตั้งที่เพียงพอ |
| แผ่นระบายความร้อนแบบท่อความร้อน | จำเป็นต้องถ่ายเทความร้อนจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ | ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูงในระยะทางสั้น/ปานกลาง | อาจเกิดปัญหาการแข็งตัวหรือการรั่วซึมในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง |
| แผ่นเย็นเหลว | ระบบที่มีอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงมาก หรือระบบกำลังสูงขนาดกะทัดรัด | ประสิทธิภาพการระบายความร้อนสูงด้วยการไหลของสารหล่อเย็น | ต้องใช้ปั๊ม สารหล่อเย็น ซีล และการออกแบบในระดับระบบ |
| โซลูชันความร้อนแบบไฮบริด | แหล่งความร้อนที่ซับซ้อนและพื้นที่ติดตั้งพิเศษ | การผสมผสานวิธีการระบายความร้อนหลายวิธี | จำเป็นต้องมีการออกแบบและตรวจสอบความร้อนแบบกำหนดเอง |
หากความกังวลหลักของลูกค้าคือความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง แผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรีทองแดง-อลูมิเนียมถือเป็นตัวเลือกที่ดี แต่หากอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงเกินไปสำหรับการระบายความร้อนด้วยอากาศ แผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวอาจเหมาะสมกว่า

Kingka สนับสนุนโครงการระบายความร้อน IGBT แบบกำหนดเองอย่างไร
kingka มุ่งเน้นการผลิตชิ้นส่วนจัดการความร้อนแบบกำหนดเองสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง อุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน อุปกรณ์อุตสาหกรรม ระบบ LED อุปกรณ์โทรคมนาคม ระบบอัตโนมัติ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง
ผลิตภัณฑ์และบริการของเราประกอบด้วย:
แผ่นระบายความร้อนอะลูมิเนียมแบบสั่งทำพิเศษ
แผ่นระบายความร้อนทองแดง
แผ่นระบายความร้อนทองแดง-อลูมิเนียม
ฮีทซิงค์ครีบเฉือน
แผ่นระบายความร้อนแบบอัดขึ้นรูป
แผ่นระบายความร้อนแบบท่อความร้อน
แผ่นระบายความร้อน IGBT
แผ่นเย็นเหลว
แผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ
แผ่นระบายความร้อนของเหลว fsw
แผ่นเย็นที่ผลิตด้วยเครื่อง CNC
โซลูชันการจัดการความร้อนแบบกำหนดเอง
สำหรับโครงการระบายความร้อน IGBT นั้น Kingka สามารถให้การสนับสนุนด้านการออกแบบโครงสร้าง การเลือกวัสดุ การออกแบบครีบ การเชื่อมทองแดง-อลูมิเนียม การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการบัดกรี การตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC การรักษาพื้นผิว และการผลิตตามสั่งตามแบบของลูกค้าหรือข้อกำหนดการใช้งาน
เป้าหมายของเราไม่ใช่แค่การผลิตฮีทซิงค์ แต่เป็นการช่วยลูกค้าแก้ปัญหาด้านความร้อนในทางปฏิบัติ รวมถึงปัญหาจุดร้อน พื้นที่จำกัด การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ความเสี่ยงด้านความน่าเชื่อถือ และความเสถียรของประสิทธิภาพในระยะยาว
สำหรับโมดูล IGBT กำลังสูงที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ฮีทซิงค์แบบท่อความร้อนแบบดั้งเดิมอาจเผชิญกับความเสี่ยงต่างๆ เช่น การแข็งตัวของของเหลวทำงาน การรั่วไหล การรั่วซึม และประสิทธิภาพที่ลดลงในระยะยาว ปัญหาเหล่านี้อาจกลายเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างมากในการใช้งานกลางแจ้ง ที่มีความชื้นสูง ระดับความสูงมาก และอุณหภูมิต่ำ
แผ่นระบายความร้อนแบบบัดกรีทองแดง-อลูมิเนียมของ Kingka เป็นทางเลือกที่เชื่อถือได้มากกว่า โดยใช้แผ่นฐานทองแดงหนา 5 มม. สำหรับกระจายความร้อน ฐานอลูมิเนียมหนา 10 มม. และครีบอลูมิเนียมขนาดใหญ่สำหรับระบายความร้อน และใช้สารบัดกรีที่อุณหภูมิสูง 230°C พร้อมเทคโนโลยีการพิมพ์แบบสเตนซิลสำหรับการเชื่อมต่อทองแดง-อลูมิเนียม ทำให้ได้ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่เสถียรโดยไม่ต้องพึ่งพาท่อความร้อน
ผลลัพธ์ที่ได้คือแผ่นระบายความร้อน IGBT ที่แข็งแรง ทนทานต่อการผลิต และทนต่อสภาพแวดล้อม เหมาะสำหรับงานด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังสูงที่ต้องการประสิทธิภาพสูง
สำหรับลูกค้าที่ต้องการฮีทซิงค์แบบกำหนดเอง ฮีทซิงค์ทองแดง-อลูมิเนียม ฮีทซิงค์ครีบเฉือน แผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว หรือโซลูชันการจัดการความร้อนแบบครบวงจร Kingka สามารถให้การสนับสนุนด้านการออกแบบและการผลิตที่เชื่อถือได้ โดยพิจารณาจากภาระความร้อนจริง พื้นที่ติดตั้ง สภาพแวดล้อมการทำงาน และข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือในระยะยาว