散热相关产品

作者: cnpim CNPIM 07月13日

一、均热板

 均热板类似于热管的结构,但运用上下两片铜板的接合方式,可作成较复杂的平面结构,如阶梯,避位区域及螺丝孔位等…。相较于一般的热管,只有1维方向(1-D)的热传递,均热板提供2维(2-D)的全平面传热方向,对小热源大散热区可提供更迅速的传热能力。

1、产品重量比超薄铜合金 VC轻49%,满足狭小空间环境的散热需求;

2、产品高温过后的硬度比铜 合金高70%;

3、其产品散热性能与铜-水VC 传热性能相当;

4、产品保证5~10年的使用寿命要求。



Slice Chamber


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3DVC

image.png1、相对传统vC和HP散热模组,散热效率分别提高15%与25%以上;
2、能够对高功率高热流密度器件进行有效的散热管理;
3、克服了方向性限制,将VC从二维面传递热变成三维立体热传递,全面提升了电子组件或系统的能力。


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二、热导管系列


超薄热管


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相比一般热管的差异,薄型热管主要是压扁厚度较薄,无法按正规方式做毛细结构,这种需另采用异形钢条做中心局部填粉或是使用铜网目结构,主要是小管径规格热管,应用在手机,平板或薄型笔电等需求薄度及重量的产品上。

脉动热管


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脉动热管是极具潜力的电子器件冷却器。与传统热管相比,其最大的特点是结构简单无芯,形状可以任意弯曲,当量传热系数大,体积小。脉动热管是最有希望的高热流密度,小型化和低成本的传热元件。


环型热管


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环形热管的毛细结构只存在蒸发腔体内,并设计有液体补偿室,其特殊的内部结构设计,保证液气分离,其中蒸汽线及液体线的管路通道为光滑铜管,以减低流动阻力。主要运作原理是利用蒸发腔的蒸气压力推动凝结液体回流,形成一被动式自主循环回路。


LHP产品优点:

 

1、长距离热量传递-最高可长达10多米

2、高功率-最高可达数十千瓦

3、机械灵活性-管线可以弯曲,极富灵活性

4、反重力操作-回路式热管(LHP)在非重力方向仍可维持高热传能力

5、无额外能量需求-回路式热管(LHP)不需额外的电源供应器即可操作

 

LHP优点指标备注
热流密度800W/cm? 10*10mm热源测试
传热能力5~2000W 据冷却能力和蒸发器能力确定
热阻大小可变异 在高功率下热阻极低
源汇距离几米 理论/实验发现可以达到10M左右
反重力能力300mm 根据不同的工作环境温度不等,对重力影响不敏感
有无泵驱动 被动式传热元件




标准热管


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一般热管以高纯度无氧铜管包覆毛细结构,内部填充纯水,经过抽气封焊制程后,形成一自主循环的传热组件。透过水的极大汽化潜热,通过气体通道,可迅速的带走发热源热量到冷凝端回复成液态水相,并经由毛细结构回流,形成工作回路。常用的热管管径尺寸有D2,D3,D4,D5,D6,D8,D10跟D12mm。


环路式热虹吸管LTS

环路式热虹吸管LTS( Loop Thermosyphon)由蒸发器,汽/液传输段,冷凝器三部分所组成,其中蒸发器为平板型以便于和芯片表面所接触;汽/液传输管路的截面可以是圆形或者是其它形式;冷凝器为平板型就者是圆管型,外加一定数目的扩展表面以增加换热面积。当蒸发器从所接触的芯片表面吸收到热时,其内部的液体工作介质在一定的真空度下便会相变为饱和蒸汽,该饱和蒸汽在徹小的压差下推送到LT5的冷凝器,在冷凝器的饱和蒸汽因为遇冷便会相变为饱和液体,这两次相变过程在接近于等温的情况下发生,所以整个散热器具有很高的等温性。它是为了解決长期以来困扰相变散热器无法很好地解决轻质、高效和更好地适应严苛的户外的工作条件的新型被动式相变散热器。


LTS产品优点:

 

1、温控能力强于传统HP散热器

2、结构可以根据需要进行灵活布置;寿命长,可以保证30年左右的寿命

3、传热总热阻低,某些场景可以低至0.04C/W

4、Qmax较大以实现全功率段散热,

5、可以达上万kW以进行长距离传输热量

6、经特殊设计,可对超过100w/cm2高热流密度器件实现有效的热管理

7、环保;零耗能


应用行业:

可应用于通讯RRU,AAU,机柜内的PCB板,5G基站,微基站,电力行业控制柜及其开关,CPU&GPU地面雷达的高功耗和高热流密度器件等应用场景。


相变储能

变相储能一般来说,汽化潜热远大于液化潜热。但汽液转换需要较大空间,且对容器的耐压要求较高,多次相变容易有不凝气体产生,因此,相变储热多采用固液相变;相变储能技术是利用相变材料的相变潜热在相变过程中进行能量的储存或释放。其中,固液相变材料(PCM,Phase Change Material)具有相变过程等温或近似等温和潜热密度高等优点,广泛应用于太阳能储存、工业余热回收、建筑节能以及电子设备的环境或功率波动等场景。


相变储能产品优点:

 

1、相变储热管根据产品的外形、体积限制及产品的热源特性,为产品提供蓄能散热条件,保证产品的器件温升不超过指定值

2、良好的稳定性,可防止性能变化导致的可靠性问题




三、热柱系列


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热柱热柱一般表示为大管径的热管,因为热管头尾两端管径过大没法按正常缩管制程封合,通常两端要另外制作上下盖来组装焊接,所以成品明显似上下全平的柱形体,其他的运作原理跟一般导管相同。通常的热柱尺寸在D15mm~50mm左右,详细尺寸以铜管可以取得的尺寸材料为主。

三、水冷系列


硬钎焊


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硬钎焊属于高温钎焊工艺。大多数硬钎焊温度在1200~1400F° (650~760℃,比软钎焊的温度高得多,但比熔焊的温度低得多)。与软钎焊一样,硬钎焊依靠毛细作用使接缝填满钎料。有许多不同种类的硬钎料合金,可以用来焊接几乎任何种类的金属或金属合金。硬钎焊接头强度高,有的可在高温下工作。硬钎焊的钎料种类繁多,以铝、银、铜、锰和镍为基的钎料应用最广。铝基钎料常用于铝制品钎焊。银基、铜基钎料常用于铜、铁零件的钎焊。锰基和镍基钎料多用来焊接在高温下工作的不锈钢、耐热钢和高温合金等零件。


搅拌摩擦焊


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搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针(welding pin)伸入工件的接缝处,通过焊头的高速旋转,使其与焊接工件材料摩擦,从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。具有生产焊接效率高、节约能源等特点。可加工材质为铝、铜。


真空钎焊


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真空钎焊是在高真空环境将不同部件均匀加热到焊料熔化温度进行钎焊的一种工艺。在先将部件加工成型,进行彻底的清洗去除表面氧化物油污异物,再进行组装(需要焊接的部位中间放置焊片)夹持,送入真空钎焊炉进行高真空的洁净钎焊。必要时可进行热处理加硬及进一步的精加工。材质一般为铝、铜,内部流道可铺设折叠翅片或者铲齿。此方案具有流道灵活、清洁、导热效率高、高焊接强度高可靠性的优势,常用于能源工业、电动汽车电池组、军工等大功率高可靠性需求的领域。产品整体加热后会有退火效应偏软,根据实际需求选择增加热处理和后加工。


感应钎焊


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感应钎焊是将需要焊接的金属工件(一般紫铜居多)放在感应线圈内,通高频交流电,产生感应电磁场,在工件表面耦合产生感应电动势,在金属表面形成感应涡流,依靠在金属表面产生的涡流发热,在焊接部位一般会涂上焊粉,待到工件达到钎料熔化温度时焊接即可,感应钎焊是世界上最清洁环保的加热焊接方式。利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法。高频加热适合于焊接薄壁管件。采用同轴电缆和分合式感应圈可在远离电源的现场进行钎焊,特别适用于需要拆卸的管道接头的焊接。


火焰钎焊



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火焰钎焊是利用可燃气体或液体燃料的气化产物与氧或空气混合燃烧所形成的火焰来进行钎焊加热的。火焰钎焊应用很广,它通用性大,工艺过程较简单,操作技术容易掌握,也容易实现自动化的操作;火焰钎焊在空气中完成,不需要保护气体,通常需要使用钎剂;钎料的选择范围宽,从低温的银基钎料到高温的镍和铜基钎料,都可以应用,并且对钎料的形状几乎没有要求,丝状、片状、预成形或膏状形式的钎料都可以应用在火焰钎焊中。

火焰钎焊主要用于以铜基钎料、银基钎料钎焊碳钢、铝合金。低合金钢、不锈钢、铜及铜合金的薄壁和小型焊件,也用于以铝基钎料钎焊铝及铝合金。

氩弧焊接


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氩弧焊接氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上,利用氩气对金属焊材的保护,通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池,使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术,由于在高温熔融焊接中不断送上氩气,使焊材不能和空气中的氧气接触,从而防止了焊材的氧化,因此可以焊接铜、铝、不锈钢、铁类五金金属。根据实际应用可以使用或者不使用焊料。可焊接活性金属的薄板结构,焊缝质量好,接头强度可达母材的80%90%

真空钎焊水冷板


水冷板是通过底板和热源的接触传热,热量再由内部流动的液体吸收将热量快速导出到外部热交换器实现散热,可满足热流密度高的大功率散热需求。锘威公司水冷板产品,根据工艺结构不同可分为管排埋入水冷板和真空钎焊水冷板。

先将部件加工成型,进行彻底的清洗去除表面氧化物油污异物,再进行组装(需要焊接的部位中间放置焊片)夹持,送入真空钎焊炉进行高真空的洁净钎焊。必要时可进行热处理加硬及进一步的精加工。材质一般为铝、铜,内部流道可铺设折叠翅片或者铲齿。此方案具有流道灵活、导热效率高、高焊接强度高可靠性的优势,但工装和加工成本较高。常用于能源工业、电动汽车电池组、军工等大功率高可靠性需求的领域。

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管排埋入式水冷板


水冷板是通过底板和热源的接触传热,热量再由内部流动的液体吸收将热量快速导出到外部热交换器实现散热,可满足热流密度高的大功率散热需求。锘威公司水冷板产品,根据工艺结构不同可分为管排埋入水冷板和真空钎焊水冷板。

先过火焰或者感应钎焊等不同焊接工艺将管路焊接成设计的回路,并整形到位。再将整个管排拍平埋入到已加工好的底板上,最终飞面精加工得到良好的表面质量和尺寸。管路材质通常是铜管,尺寸外形可根据需要定制。底板材质可为铜或者铝,埋入工艺可添加环氧树脂或者其他导热介质填充间隙。此方案具有加工简易、成本低的优势,但管路布局受成型工艺限制无法灵活布局,另流道内无法增加翅片提高热交换效率。普遍应用于电子散热领域。

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四、风冷系列


零部件


1.扣合FIN

  扣合FIN是将Al 1100C1100卷材冲压而成的单体薄鳍片组合成密集平行鳍片的加工工艺。具体方法为:在成型时,鳍片的边缘保留有小段特别设计的突出部分(扣点),将鳍片固定在定制的模具中,将凸出部分弯折并互相锁合作、,成为排列整齐的平行鳍片。整个扣合FIN组可以根据需求设计增加表面凸起、开口、抽芽等特征以利于应用。 此工艺具有灵活多变的一次成型优势,冲制产能高,配合焊接紧配工艺,常用于大批量的产品应用。

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  2.铝挤 Extrusion

  铝是一种以铝为主要成份的合金材料,铝棒通过热熔,挤压从而得到不同截面形状的铝材料,但添加的合金的比例不同,生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。散热领域常用的为6系合金(6061/6063/6082等)。挤型材通过后加工如剖沟,钻孔,攻牙,CNC,拉丝,喷砂,高光等加工形成需要的形状表面,最终可做适当的表面处理镀镍、阳极、无色铬酸盐等

  铝型材散热器具有外型美观、重量轻、散热性能好,节能效果好等特点,可实现复杂的散热齿片结构,这些复杂的散热齿片更大提高了散热表面面积,同时降低了铝块加工的成本和时间。

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 3.铲齿 Skived Fin

  SKIVED FIN 是一种独到的金属成形工艺,其设计源于日本,设计理念是以散热片本身一体成型装置于 cpu 上在散热过程中不因焊接而影响散热系数,使散热数值可达到最高值。其加工方法是将一整块金属型材根据需求,利用精确控制的特殊刨床铲削出指定厚度的薄片或是数控式加工工艺,再向上弯折为直立状态,成为散热鳍片。材质可以使用铝或者铜。其独特的工艺存在以下优势吸热底与鳍片一体成型,在散热过程中不存在界面阻抗鳍片密度较大,能获得更大的散热面积;模具费用较小。常应用于小量高性能要求的应用,在水冷产品中也广泛应用来提高热源区的换热效率。

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4.折叠Fin

折叠Fin工艺:将一整片薄铜铜片和铝片进行反复弯折形成需要的的高度和片距。翅片的外形有多种形式,如平直、开孔交错、波浪形等。此工艺产品具有一定的弹性,另一整片的均温效能较好,常用于水冷钎焊产品,形成流道并有效提高热交换效率。

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焊接模组


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焊接模组: 为了达到较为可靠的连接强度和导热性能,采用锡合金焊方式将翅片、底板、热管等部件通过回流焊接的工艺连接在一起。焊接前均须要确保焊接面洁净,铝材和钢材须进行镀镍预处理否则无法焊接,铜材一般进行抗氧化处理即可。焊接完毕根据应用需求可进行进一步的机加工和表面处理(如清洗、抗氧化、镀镍、喷漆处理等)。焊锡的熔点可根据需求选择,低温锡熔点为138℃左右,中温锡熔点为183℃左右,高温锡熔点为227℃。

紧配模组


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紧配模组: 设计适当的机械性过盈配合关系,直接将热管、镶件与底板或者翅片进行组配的。区别于传统的焊接工艺,可去除镀镍焊接的工艺降低成本和减少污染保护环境,同时性能上也可满足要求。对于无机械性冲击振动工作环境的产品非常的经济。 此工艺可应用于底板或翅片紧配。底板紧配须设计合理适当的槽型,紧配前可根据需要涂覆一些导热介质(如导热膏、环氧树脂、导热胶水等)填充微观间隙提升导热性能。翅片的紧配可以单片这个进行模内穿片,或者整组做成扣合fins在进行保管铆接。 另一种紧配工艺为热塞紧配,通过将工件加热到合适温度,内腔膨胀放大,然后将常温镶件快速塞入,冷却后收缩自然抱紧。


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