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环氧胶用于接合式翅片散热器

环氧胶用于接合式翅片散热器

 

现代功率电子器件还在遵从着摩尔定律,集成电路中的晶体管的密度还在持续增加,产生的热量也随之增加。因此,散热设计工程师也必须要改进他们的散热方法。今天我们介绍一种广泛使用工程环氧材料的热管理应用。

电源、整流器、或者变速马达控制器,这些器件在设计过程中要花费很多心思去考虑散热。可以根据晶体管数据表或实际实验数据,了解到到底有多少热量需要被散发。再根据这个数值,来选择用哪种散热方式:自然对流、强制对流,或者翅片散热器。

最常见的散热器采用模具轧制成型。在生产商设计散热器的形状时,主要的影响因素就是翅片面积和间距。但是,轧制型翅片的间距会受限于模具材料的强度。翅片的宽高比,或者翅片的高度除以间距一般限制在大约5:1到10:1,取决于所用的模具和生产数量。也就是说,对于给定的面积,该模具轧制成型散热器对散发的热量有上限。可以通过增加风扇强制流经翅片来增强。但是,假如需要散发的热量比通过强制对流形式能带走的热量还要多时,怎么办呢?

对于面积小而发热高的应用,接合式翅片散热器就成了一种普遍的选择。接合式翅片散热器具有分离的翅片,这些翅片是后固定到底板上的。这种加工方式在生产中不会受到轧制成型工艺的限制。翅片的宽高比只需要根据实际情况进行考虑。翅片固定到基座上的方式有多种。钎焊是非常常用的工艺,但是这种工艺会让工人们有暴露在异常高温下的风险。一种简单且安全地进行翅片和底板固定的方法就是采用高导热环氧胶。

而环氧胶本身不怎么导热,所以高导热的环氧胶都是有填料的体系。为一个特定的应用需求挑选适宜的填料时,会有很多的选择。大多数胶粘式翅片散热器是用6063-T5及1100-H14铝制备的,因此填料如果导电也不会成为问题,那么使用铝填料体系就是个不错的选择。

除了填料的选择,这类高导热环氧胶也需要对其它性能进行优化。因为热量会流经胶水材料,所以必须要考虑到高温情况下的粘接力和硬度。装配的难易程度同样也需要考虑,未固化时的胶水粘度就是需要注意的另一项性能。设计工程师可以和环氧胶配方师通力合作,来缩短开发周期,并确保可以满足该应用的最佳产品。

采用高导热环氧胶进行装配时,生产上可以极大地进行简化。Epoxies 70-3812就是一款铝填料的环氧胶水,特别设计用于需要高导热和强力结构强度的热沉粘接。此外,70-3812还符合NAS低溢气要求(ASTM E-595-07)。它的粘度非常适宜于粘接翅片式散热器、折叠式翅片散热器、pin-fin针式散热器以及挤压成型的铝管散热器。

70-3812是双组份体系,可以室温固化,也可用低温加热固化。10:1的混合比例对于无论手工混合还是设备混合都很友好。

 

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