11種類のヒートシンク

日付:2022-01-24

ヒートシンクを設計するとき、またはプロジェクトの初期段階では、どのタイプのヒートシンクを使用すべきか疑問に思うかもしれませんか?デザインはテストに合格しますか。プロのヒートシンクベンダーとして、パイオニアサーマルは19年以上のヒートシンク製造と設計の経験を持っており、大量生産に進む前に、設計が熱放散の問題を完全に解決できるかどうかを確認するためのプロトタイプを作成して、時間とコストを節約できます。

製造プロセスの観点から、ヒートシンクは11種類以下に分類できます。

ヒートシンクの種類

材料

必要な工具

最低発注書

生産能力/月

押出ヒートシンク

AL6063-T5/T6の

AL6061-T6の

はい

>500pcs、中量および大量の注文に適しています

5,000,000

スタンピングヒートシンク

スタンピングフィン:AL1050、AL1100、AL3003、CU1100

スタンピングプレート:AL6061、AL6063

はい

>500pcs、中量および大量の注文に適しています

1,000,000

CNC機械加工ヒートシンク

AL5083、AL6060、AL6061、AL6063、AL6082、CU1100、CU1020

いいえ

少量から大量まで

200,000

鍛造ヒートシンク/ピンフィンヒートシンク

AL1070、AL6063、

CU1100

はい

>500pcs、中量および大量の注文に適しています

500,000

ダイキャストヒートシンク

ADC12/ADC10/A380/A356

はい

>1000個、中量および大量注文に適しています

1,000,000

スカイブフィンヒートシンク

AL1060/AL6063/CU1100

いいえ

少量から大量まで

500,000

はんだ付けヒートシンク

AL6063/AL6061/AL1100/CU1100 + 銅 C1020

依存

少量から大量まで

1,000,000

ヒートパイプヒートシンク

AL6063/AL6061/AL1100/CU1100 + 銅 C1020

依存

少量から大量まで

500,000

真空ろう付けヒートシンク

AL6061、AL6063、AL3003

いいえ

少量から大量まで

100,000

ベイパーチャンバー

CU1020

はい

少量から大量まで

100,000

さまざまな種類の冷却プレート

AL6082、AL6063、AL6061、AL3003

依存

少量から大量まで

100,000

 

1.押出ヒートシンク

extrusion heat sink

押し出しアルミニウムプロファイルは通常、LEDヒートシンク(通常はヒマワリの形をしたヒートシンク)の製造に使用され、材料は主にA6063です。利点は次のとおりです。

ある。製品の放熱効果は比較的良好です

b.陽極酸化などの完成品の表面処理は比較的簡単です。

c. 工具の生産サイクルは短く、通常は 10 ~ 15 日かかります。

私たちが作ったいくつかの押し出しヒートシンク


2.スタンピングヒートシンク

stamping heat sink

スタンピングヒートシンクは、スタンピングツーリングによって金属シートからスタンピングフィンで作られ、その後、フィンはベースにはんだ付けされます。フィンは自動機械で刻印されているため、容量が非常に多く、価格が低くなります。しかし、パフォーマンスも比較的低くなります。

私たちが作ったいくつかのスタンピングヒートシンク


3. CNC機械加工ヒートシンク

CNC machining

CNC機械加工ヒートシンクは、柔軟性が高く、より複雑な形状とより厳しい公差を実現でき、他のヒートシンクよりもはるかに多くの材料の選択肢があります。しかし、大量に作成する場合、CNC機械加工はコストを節約するオプションではありません。

私たちが作ったいくつかのCNC機械加工ヒートシンク


4.鍛造ヒートシンク、ピンフィンヒートシンクとも呼ばれます

forging heat sink

鍛造ヒートシンクの原理:鍛造とは、鍛造機を使用して工具を介して金属ビレットに圧力を加えることで、材料が塑性変形を引き起こし、元のサイズ、形状、性能を変更して、成形加工方法の所望の形状とサイズを得ることです。

 

鍛造ヒートシンクプロセス:ブランク材 - >軟化(リン酸塩処理) - >鍛造 - >加工 - >表面処理

鍛造ヒートシンクの利点:

鍛造は、より少ない切断または切削なしの処理を達成でき、原材料のコスト、高い生産効率、高強度、高精度、高表面仕上げを節約でき、従来のダイカストヒートシンクと押出ヒートシンクを置き換えることができるだけでなく、コストパフォーマンスも優れています。その独自の特性により、鍛造は他のプロセスでは作成できない複雑な形状を作成することもでき、一部の製品の特別な性能要件を満たすことができます。製品の適用性が強くなります。

私たちが作ったいくつかの鍛造ヒートシンク


5.ダイキャストヒートシンク

die cast heat sink

ダイカストは、複雑な形状の部品を製造できる非常に効率的な製造プロセスです。ダイカストを使用すると、ヒートシンクフィンをフレーム、ハウジング、またはエンクロージャに組み込むことができるため、追加の抵抗なしに熱をソースから環境に直接伝達できます。ダイカストは、その潜在能力を最大限に引き出すと、優れた熱性能だけでなく、コストの大幅な節約も実現します。

高圧ダイキャストヒートシンクは、大量生産アプリケーション向けの費用対効果の高い代替品であり、高度な精度と再現性で複雑な形状を製造できます。当社の経験豊富な設計および製造チームは、お客様の用途に合わせて最適化されたダイカストヒートシンクをカスタム設計し、重量を最小限に抑えながら熱伝達と費用対効果を最大化し、ダイカストツーリングへの投資を確実に最適化するお手伝いをします。

私たちが作ったダイキャストヒートシンクの一部


6.スカイブフィンヒートシンク

skived fin heat sink

スキブフィンは、アルミニウムまたは銅のベースからフィンを削り取るツールによって製造され、フィンを立てると、フィンとギャップのアスペクト比が非常に高い、プロセスビデオを見つけることができます。はんだ付けが不要なため、放熱が最高値に達することができます。

私たちが作ったいくつかのスカイブフィンヒートシンク


7.はんだ付けヒートシンク

soldering heat sink

溶接ヒートシンクは、はんだ付けプロセスを主なプロセスとして製造される放熱製品です。

溶接されたヒートシンクのベースプレートとフィンから、そして銅とアルミニウムの2つの最も一般的に使用される材料と組み合わせることで、はんだ付けヒートシンクは、それらが一緒に溶接される方法に応じて、次の4つのカテゴリに分類できます。

1.アルミフィン+アルミベースプレートを溶接することで、オールアルミ製はんだ付けヒートシンクを形成できます。オールアルミニウム溶接ヒートシンクには、いくつかの機能があります。

ひれの高密度;

b.ヒートシンクの軽量。

特定の条件下でのヒートシンクの放熱効果は放熱面積に比例するため、放熱面積が大きいほど放熱効果は高くなります。そのため、フィンの密度が増し、放熱面積が増し、放熱効果が向上しました。

2.銅製ベースプレート+銅製フィンを溶接することで、純銅製ヒートシンクを形成できます。銅の熱伝導率K値はアルミニウムの2倍以上であるため、熱伝達性能が向上します。アルミニウムでは解決が難しい放熱問題では、銅を使用して解決することを選択できます。ただし、純銅ヒートシンクには、銅の硬度が比較的低い、銅の重量が比較的重い、密度がアルミニウムの2倍以上、価格もアルミニウムの2倍以上であるなど、いくつかの欠点があります。

3.アルミフィン+銅ベースプレートは、ヒートシンクのこのタイプをはんだ付けするアルミベースプレートアルミフィンはんだ付けヒートシンクに溶接することができます、このタイプのヒートシンクの特性は、銅と軽量、低コスト、アルミニウムのより良い強度の良好な熱伝達と均一な温度性能を考慮に入れることです

4.アルミ製ベースプレート+銅フィンにより、より微細な加工の問題が解決され、完成したヒートシンクは比較的高い構造強度を備えています。

私たちが作ったはんだ付けヒートシンク


8.ヒートパイプヒートシンク

heat pipe heat sink

ヒートパイプヒートシンク は、独自の放熱特性を持つ一種の高効率ヒートシンクです。つまり、熱伝導率が高く、蒸発部と冷却部の間の軸方向の温度分布は均一で基本的に等しくなります。

の熱抵抗 ヒートシンク は、材料の熱伝導率と体積内の有効面積によって決まります。固体アルミニウムまたは 銅製ヒートシンク 0.006m³の容積では、その体積と面積を増やしても熱抵抗を大幅に減らすことはできません。両面熱ディスクリート半導体デバイスの場合、空冷式の全銅または全アルミニウム製ヒートシンクの熱抵抗は0.04°C/ Wにしか達しません。また、ヒートパイプヒートシンクは0.01°C / Wに達することができます。自然対流冷却条件では、 ヒートパイプヒートシンク 性能は、物理的なヒートシンクと比較して10倍以上向上させることができます。

ヒートパイプヒートシンク には、次のような利点があります。

1.熱応答が速く、熱を伝達する能力は、同じサイズと重量の銅管の1000倍以上です。

2.小型で軽量。

3.高い放熱効率により、空冷を自己冷却に変更するなど、電子機器の熱放散の設計を簡素化できます。

4.外部電源は不要で、作業時に特別なメンテナンスは必要ありません。

5.非常に良好な等温性を持ち、熱平衡後、蒸発部と冷却部の間の温度勾配は非常に小さく、これは0に近似することができます。

6.操作は安全で信頼性が高く、環境を汚染しません。

私たちが作ったヒートパイプヒートシンク


9.真空ろう付けヒートシンク

真空ろう付けは、航空宇宙、海洋開発、原子力、電子、化学産業のニーズを満たすために開発された比較的新しいろう付け方法です。真空ろう付け加工では、アルミニウムやチタンなどの反応性の高い金属を接合するためのろう付けフラックスが不要であると同時に、機械的特性と耐食性に優れた精密で明るい接合が可能です。真空ろう付けは真空炉で行われ、価格比に対する真空炉の性能の継続的な改善により、アルミニウム真空ろう付け炉は多数の民間および軍事産業で使用されています。アルミニウム真空ろう付けには、塩浴ろう付けやフラックスろう付けと比較して明らかな利点があります。

1.無毒で無公害。

2.ろう付けフラックス、スラグ、溶接後の洗浄がなく、労働力と材料資源を節約できます。

3.真空中での加熱、酸化の問題がなく、非常に大きなワークピースを処理できます。

4.溶接後のトリミングなしで均一な加熱と小さな変形を達成でき、これは溶接後の清掃とトリミングが難しい高精度アルミニウム導波路に非常に必要であり、空冷ヒートシンクや水冷コールドプレートのろう付けにも適しています。

真空炉は、真空チャンバー、ヒーター、制御システム、および支持真空システムで構成されています。今日では、主流のアルミニウム真空ろう付けは、水冷壁を備えた冷壁炉であり、良好な生産条件と高品質のろう付けワークピースを提供し、小ロットおよび多種部品の処理に適しています。

私たちが作ったいくつかの真空ろう付けヒートシンク

 

10.ベイパーチャンバーヒートシンク

vapor chamber heat sink

ベイパーチャンバーヒートシンクは、密封された銅板で構成され、脱イオン水などの少量の液体で満たされているため、熱をソースから迅速に分散させることができます。チャンバー内部には、チャンバー壁の座屈を防ぐための内部支持構造があります。正式にはヒートパイプとして分類されるベイパーチャンバーは、ヒートシンクの基部にある最高の熱拡散オプションの1つです。通常、高出力デバイスに使用されます。プレス加工されたフィンと組み合わせると、小さなソースから大きな表面積に熱を迅速に拡散できるハイエンドの熱管理デバイスが作成されます。

ベイパーチャンバーヒートシンクは、アルミニウムまたは銅のヒートシンクと統合できます。最も簡単な方法は、押し出しヒートシンクのベースにベイパーチャンバーをはんだ付けすることです。より熱効率の高い方法は、刻印されたフィンのスタックをベイパーチャンバーの表面に直接はんだ付けすることです。寸法の完全性を向上させるために、これらのフィンは、多くの場合、ジッパーフィンと呼ばれるロックタブによって相互接続されています。

私たちが作ったいくつかのベイパーチャンバーヒートシンク


11.冷却プレート

cooling plate

自然冷却と空冷が放熱要件を満たすことができない場合、水冷冷却が選択の方向になり、元の水冷冷却プレートはより高価であり、プロセスもより複雑であるため、水冷コールドプレートの使用範囲はそれほど広くありません。しかし、技術の発展、特に冷却製造プロセスの成熟により、水冷式コールドプレートのコストは低下しました。さらに、製品設計がより洗練されるにつれて、水冷式コールドプレートは、熱性能の点で他の冷却方法よりも比類のない利点を持っていることは間違いありません。

 

摩擦攪拌溶接コールドプレート

摩擦攪拌溶接プロセスは、水冷式コールドプレートの熱設計と製造で一般的に使用されています。このプロセスは、アルミニウムベース、つまり水路スロットにスロットを開き、次にベースに薄いアルミニウムプレートを置き、次に摩擦攪拌溶接プロセスを使用して薄いアルミニウムプレートをベースに溶接することで、熱放散に必要な水路が行われます。または、ベースをマイクロチャネル水路に機械加工し、次にベースにアルミニウム板を敷き、摩擦攪拌溶接によってマイクロチャネルを密閉します。ビデオを参照できます 項目一覧.

摩擦溶接ヒートシンクは、プロファイルヒートシンクと同じ形状ですが、寸法が大きく、冷却力が高くなります。

摩擦攪拌溶接の冷たい版に次の利点があります:

1.ハイフォールドウルトラワイドボディと大型ヒートシンク構造の生産を実現し、プロファイルヒートシンクの技術的なボトルネックを解決します。

2.摩擦攪拌溶接は非中熱融着であり、一度に押し出される押出ヒートシンクに相当し、材料の熱伝導率100%を達成します。

3.開発コストの削減。

4.開発サイクルの短縮。

5.摩擦攪拌溶接、冷却プレートの安定性が高く、メンテナンスが容易です。摩擦攪拌溶接プロセスによって作られた水冷プレートは、低コストですが、信頼性があります。

摩擦攪拌溶接は、航空、航空宇宙、原子力、武器、自動車、電力、海洋開発、機械製造などの新技術や伝統的な産業分野で使用されてきました。

私たちが作った冷却プレート

 

どのタイプのヒートシンクがあなたのニーズに最も適しているかわからない場合は、今すぐお問い合わせください、私たちの専門家があなたのアプリケーションに基づいて最適なソリューションを提供します。

 

 

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