插片式散熱器

插片式散熱器是在底板上插接散熱片，在散熱片的表面有花紋，花紋位于散熱片的兩個(gè)散熱面上，并且該花紋可利用滾壓方式形成。在底板上均勻而間隔地開(kāi)設(shè)插接散熱片的安裝槽，安裝時(shí)把翅片插入到安裝槽，通過(guò)沖床將凹槽兩側(cè)往中間擠壓，從而緊緊抱住散熱翅片，實(shí)現(xiàn)緊密牢固結(jié)合。這種方式實(shí)現(xiàn)了插翅厚度足夠薄，所以在相同尺寸底座內(nèi)翅片數(shù)量顯著增多，實(shí)現(xiàn)更好的散熱效果。

插片式散熱器只有鋁翅片端部很少部分插入底板，接觸導(dǎo)熱面積有限，熱阻就會(huì)偏大。熱阻參數(shù)一致性也差。但也具有其他顯著優(yōu)勢(shì)：

1、插片式散熱器生產(chǎn)環(huán)節(jié)沒(méi)有廢品產(chǎn)生，減少了資源的浪費(fèi)。

2、插片式散熱器在組裝過(guò)程中不需要焊接，對(duì)插片式散熱器表面沒(méi)有過(guò)熱影響。

3、插片式散熱器的種類、樣式顏色很多，可以同各種設(shè)備風(fēng)格相搭配。

4、插片式散熱器采用了獨(dú)特的外觀設(shè)計(jì)，密密麻麻的散熱片不僅讓散熱器看起來(lái)十分的緊湊，同時(shí)還保障了散熱器的工作性能。

散熱器的選擇

選擇合適的散熱器，不僅與散熱器的大小有關(guān)，而且和地域、環(huán)境、溫度（季節(jié)）、通風(fēng)條件及安裝密度等因素有關(guān)。SSR的底板與散熱器連接處均勻涂超導(dǎo)熱硅脂。散熱器效果的參考標(biāo)準(zhǔn)：SSR的底板與散熱器相連接的接觸面溫度不得超過(guò)80℃

模塊散熱器選擇

用戶選配散熱器時(shí)，必須考慮以下因素：

① 模塊工作電流大小，以決定所需散熱面積；

② 使用環(huán)境，據(jù)此可以確定采取什么冷卻方式——自然冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷、還是水冷；

③ 裝置的外形、體積、給散熱器預(yù)留空間的大小，據(jù)此可以確定采用什么形狀的散熱器。

一般而論，大多數(shù)用戶會(huì)選擇鋁型材散熱器。為方便用戶，對(duì)我公司生產(chǎn)的各類模塊，在特性參數(shù)表中都給出了所需散熱面積。此面積是在模塊滿負(fù)荷工作且在強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)的參考值。

下面給出散熱器長(zhǎng)度的計(jì)算公式：

 模塊所需散熱面積＝（散熱器周長(zhǎng)）×（散熱器長(zhǎng)度）＋（截面積）×２

其中，模塊所需散熱面積為模塊特性參數(shù)表中給出的參考值，散熱器周長(zhǎng)、截面積可以在散熱器廠家樣本中查到，散熱器長(zhǎng)度為待求量。在使用功率器件時(shí)最重要的是如何使其產(chǎn)生的熱量有效地散發(fā)出去，以獲得高可靠性。散熱的最一般方法是把器件安裝在散熱器上，散熱板將熱量輻射到周圍的空氣中去，以及通過(guò)自然對(duì)流來(lái)散發(fā)熱量。一般地說(shuō)，從散熱器到周圍的空氣的熱流量（P）可由下例表示。

   P=hAη△T

式中 h為散熱器總的傳熱導(dǎo)率（W/cm2℃），A為散熱器的表面積（cm2），η為散熱器效率，△T為散熱器的最高溫度與環(huán)境溫度之差（℃）。

   上式中h是由輻射及對(duì)流來(lái)決定，η是由散熱器的形狀來(lái)決定。

   總之，散熱器的表面積越大，與環(huán)境溫度之差越大，散熱板的熱量輻射越有效。

（1）輻射散熱

下述近似式表示輻射散熱

hr=2.3×10-11×ε(△T/2+237)3(W/cm2℃)式中

 ε是表面輻射率，隨散熱器的表面狀況而變化。表面研磨光潔的產(chǎn)品ε=0.05～0.1也就是說(shuō)輻射率極差。然而，散熱器表面涂以涂料，經(jīng)氧化可使ε=1

（2）對(duì)流散熱

功率器件安裝在裝置的框架上時(shí)，采用對(duì)流散熱比輻射散熱更有效。在一個(gè)大氣壓的空氣中，采用對(duì)流散熱器的傳導(dǎo)率近似地由下式表示。hc=4.3×10-4×（△T/H）1/4（W/cm2℃）

式中，H是散熱垂直方向的高度。散熱器的間隔高定在H1/4（cm）之內(nèi)?？傊?，散熱器的垂直方向長(zhǎng)于水平方向更為有效。

（3）散熱器效率η

  若用薄材料制成散熱器，則離熱源越遠(yuǎn)，表面溫度越低，散熱效果也越差。上述公式是假定溫度都是均勻分布的，而實(shí)際上在散熱板的邊緣部位表面溫度越低。

這種由散熱器本身溫度確定的系數(shù)就是散熱器效率，它表示散熱板實(shí)際傳遞的熱量與器材安裝部位最高溫度視為均勻分布時(shí)的熱量之比。

  η主要是由所用散熱器的材料大小與厚度來(lái)決定的。一般地說(shuō)，熱傳導(dǎo)率高的材料如鋁（2.12W/cm2℃）及銅（3.85W/cm2℃）而鋼（0.46W/cm2℃）就相當(dāng)差了。

另外，散熱器的厚度以厚些為好，并以跟散熱器的長(zhǎng)度平方成比例為最佳。

根據(jù)上述各點(diǎn)，適用于功率器件的散熱器應(yīng)滿足下列要求：

（Ⅰ）表面積盡可能大些。

（Ⅱ）散熱器表面陽(yáng)極氧化，發(fā)黑處理。

（Ⅲ）散熱器配置應(yīng)使空氣易于流通，以長(zhǎng)邊取垂直方向?yàn)榧选?/p>

（Ⅳ）使用熱傳導(dǎo)率良好的鋁及銅作為散熱器材料。

（Ⅴ）散熱器厚些為好，厚度與長(zhǎng)度平方成比例。

安裝散熱器的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

1． 在保證半導(dǎo)體功率器件工作時(shí)的實(shí)際結(jié)溫小于最大結(jié)溫情況下，應(yīng)盡量選用體積小，重量輕的規(guī)格。

2． 散熱效果優(yōu)劣與安裝工藝有密切關(guān)系，安裝時(shí)應(yīng)盡量增大功率器件與散熱器的接觸面積，降低接觸熱阻，提高傳熱效果。

3． 如果把接觸熱阻降的更小些，安裝時(shí)在功率器件與散熱器之間加一薄薄的導(dǎo)熱硅脂，可以降低熱阻25～30%。

4． 安裝時(shí)需要在器件與散熱器之間墊導(dǎo)熱或絕緣墊片，建議采用低熱阻材料，如紫銅箔、鋁箔或薄云母、聚脂薄膜。

5． 當(dāng)安裝一個(gè)器件時(shí)，其安裝孔（或組孔）置于散熱器基面的中心（L/2）位置。當(dāng)安裝兩個(gè)或兩個(gè)以上器件時(shí)其安裝孔（或組孔）位置在散熱器基面中心線上均布（L/2n）位置。

6． 緊固器件時(shí)需保證螺釘扭力一致。

7． 功率器件與散熱器安裝好后，不宜再對(duì)功率器件和散熱器進(jìn)行機(jī)械加工或整形，否則會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，增加接觸熱阻。

8． 單面肋片式散熱器，適于在設(shè)備外部（如安裝在機(jī)箱外部）作自然風(fēng)冷，即利于功率器件的通風(fēng)散熱又可降低機(jī)內(nèi)溫升。

9． 自然冷卻后，應(yīng)使散熱器的斷面平行于水平面的方向；強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)，應(yīng)使氣流的流向平行于散熱器的肋片方向。