Vật liệu tản nhiệt điện tử công suất

Kiểm soát nhiệt trên toàn bộ tầng công suất

Xây dựng một đường dẫn nhiệt ổn định từ các linh kiện IGBT, MOSFET và SiC đến đế, tấm đế, bộ tản nhiệt, tấm tản nhiệt lỏng và vỏ máy—mà không làm mất đi khả năng cách điện hoặc độ tin cậy dưới chu kỳ công suất.

Tuyển chọn do ứng dụng dẫn dắt Từ Nguyên mẫu đến Sản xuất Định dạng Tùy chỉnh và Cấp phát
Power electronics components, transformers and capacitors on a circuit board
Đường nhiệt độc nhấtNhiệt trở, điện áp, áp suất và chu kỳ phải được đánh giá như một hệ thống thống nhất.
Nguồn nhiệtLinh kiện IGBT, MOSFET, SiC hoặc GaN
Đường nhiệtĐiểm nối, vỏ, giao diện và bộ tản nhiệt
ĐiệnĐộ bền điện và hình học cách điện
Độ tin cậyChu kỳ nguồn, hút chân không và lão hóa

Bên trong Quốc hội

Ánh xạ mọi giao diện trong Hệ thống chuyển đổi năng lượng

Thiết bị điện tử công suất hiếm khi chỉ có một giao diện. Các gói thiết bị, mô-đun, thiết bị từ tính, thanh cái và bảng điều khiển tạo ra các yêu cầu khác nhau về thông lượng nhiệt, điện áp và cơ học.

IGBT and MOSFET power modules used in high-power conversion equipment
Đường truyền nhiệt chính

Lắp mô-đun IGBT và MOSFET vào tản nhiệt

Giảm điện trở từ vỏ máy tản nhiệt trong khi vẫn duy trì cách điện, lực siết được kiểm soát và tiếp điểm ổn định qua nhiều chu kỳ cấp nguồn.

Đọc Hướng dẫn về Miếng đệm tản nhiệt IGBT →
Thermal interface material applied to a high-power electronic device
Linh kiện rời

MOSFET, Mạch điều khiển và Các điểm nóng trên PCB

Giảm thiểu chênh lệch chiều cao linh kiện và truyền nhiệt vào bộ tản nhiệt hoặc vỏ máy mà không làm quá tải các gói vi mạch, mối hàn hoặc bảng mạch.

Xem Hướng dẫn Lựa chọn MOSFET →
Industrial inverter, motor drive and power control electronics
Làm mát hệ thống

Biết tần, Bộ chuyển đổi và Truyền động động cơ

Phối hợp làm mát mô-đun với cuộn cảm, máy biến áp, tụ điện và vỏ kín trong các điều kiện tải cao, rung động và dịch vụ hiện trường.

Khám phá Keo tản nhiệt cho Biến tần →

Nhóm vật liệu

Chọn Chức năng Giao diện Trước Hóa học

Bắt đầu với khe hở, độ phẳng, dòng nhiệt, điện áp, áp suất và điều kiện vận hành. Sau đó, so sánh định dạng vật liệu có thể duy trì bề mặt tiếp xúc theo yêu cầu theo thời gian.

01

Miếng đệm tản nhiệt cách điện

Kết hợp việc lấp đầy khe hở, cách điện và định vị có kiểm soát giữa các thiết bị, mô-đun và cấu trúc làm mát bằng kim loại.

  • Dạng tờ, dạng cuộn hoặc dạng bế khuôn
  • Độ dày và độ cứng được xác định
  • Tiếp xúc kiểm soát bằng lực nén
Xem Miếng Dán Tản Nhiệt Silicon →
02

Keo tản nhiệt điện trở thấp

Các mặt tiếp xúc ướt, mỏng, phẳng và được kẹp chặt, nơi đường dán mỏng quan trọng hơn việc lấp đầy một khe hở cơ học lớn.

  • Giao diện vỏ-đến-bồn mỏng
  • Điện trở tiếp xúc thấp
  • Cụm chi tiết có thể sửa chữa
Xem mỡ điện trở thấp →
03

Vật liệu giao diện chuyển pha

Làm mềm ở nhiệt độ vận hành để cải thiện độ thấm ướt đồng thời mang lại khả năng định vị sạch sẽ hơn so với mỡ thông thường.

  • Định dạng được kiểm soát áp dụng trước
  • Tiềm năng liên kết mỏng
  • Xử lý phù hợp cho môi trường sản xuất
Khám phá Vật liệu Giao diện Nhiệt Chuyển pha (Phase Change TIMs) →
04

Các từ đệm có thể lược bỏ

Tuân theo xung quanh các cuộn cảm, máy biến áp, tụ điện và các cụm bo mạch không đều với ứng suất cơ học thấp.

  • Khoảng trống biến đổi và phức tạp
  • Phân phối thủ công hoặc tự động
  • Giao diện lưu hóa mềm
Xem Vòng đệm tản nhiệt →
05

Chất kết dính dẫn nhiệt

Tạo đường dẫn nhiệt và liên kết cấu trúc trong trường hợp sử dụng ốc vít, kẹp hoặc các chi tiết cố định riêng biệt không khả thi.

  • Liên kết cộng nhiệt truyền
  • Các tùy chọn chữa trị 1K hoặc 2K
  • Mô-đun và độ bền có kiểm soát
Khám phá keo tản nhiệt →
06

Đổ potting và encapsulation

Bảo vệ bảng mạch điện và các linh kiện khỏi độ ẩm, tạp chất, rung động và tác động điện.

  • Cân bằng nhiệt và điện môi
  • Điền chọn lọc hoặc điền toàn bộ
  • Kiểm soát quá trình đóng rắn và nhiệt phản ứng
Xem Hệ thống Keo dán Điện tử →

So sánh định dạng

Ghép Vật liệu với Giao diện Công suất Thực

Lựa chọn tốt nhất là lựa chọn đạt được nhiệt độ, biên độ điện áp và tuổi thọ yêu cầu ở độ tuổi (độ dày) cuối cùng và áp lực lắp đặt.

Định dạng vật liệuGiao diện Phù hợp NhấtƯu điểm chínhĐiểm cần lưu ý khi thiết kế
Miếng tản nhiệtMô-đun nguồn, MOSFET, bo mạch điều khiển hoặc khe hở vỏ máy không đềuĐiền đầy kết hợp cách điện môiĐộ dày, độ cứng, độ nén và chất lượng mép cắt
Keo tản nhiệtGiao diện giữa mô-đun và bộ tản nhiệt dạng kẹp mỏng, phẳngĐường keo mỏng và độ bám ướt tuyệt vờiBơm ra, sự di chuyển, thể tích ứng dụng và bảo trì
Vật liệu chuyển pha tản nhiệtGiao diện thiết bị phẳng hoặc mô-đun cần được đặt gọn gàngKhả năng điều khiển và làm ướt ở nhiệt độ vận hànhNhiệt độ kích hoạt, áp suất và độ ổn định tuần hoàn
Chất lấp đầy khe hở dạng lỏngLinh kiện từ tính, tụ điện, cụm bo mạch in (PCB) và vỏ thiết bị phức tạpSự đồng nhất qua các chiều cao thành phần thay đổiKiểm soát phân phối, đóng rắn, bọt khí và làm lại
Keo tản nhiệtTản nhiệt, bộ tản nhiệt, cảm biến hoặc linh kiện cần cố địnhLiên kết cơ học và đường truyền nhiệt trong cùng một vật liệuChiến lược xử lý, ứng suất, độ bền và loại bỏ
Hợp chất đổ pottingBo nguồn, khoang biến tần và hệ thống điện cao áp được bảo vệBảo vệ môi trường và điện môiToả nhiệt, ứng suất, khối lượng, lỗ rỗng và đóng rắn hoàn toàn

Quy trình lựa chọn

Xây dựng Bản tóm tắt Giao diện Nguồn điện theo Năm bước

Một bản tóm tắt vật liệu hữu ích sẽ kết nối tổn thất tại mối nối và cấu trúc cơ khí với các yêu cầu đo lường được về bề mặt tiếp xúc, cách điện, sản xuất và độ tin cậy.

BƯỚC 01

Định nghĩa Đường truyền nhiệt

Xác định tổn hao thiết bị, hồ sơ chuyển mạch, giới hạn tiếp giáp, nhiệt độ vỏ và cấu trúc tản nhiệt mục tiêu.

BƯỚC 02

Đo lường Giao diện

Ghi lại diện tích tiếp xúc, độ phẳng, độ nhám, khe hở tối thiểu và tối đa, bố trí mối nối và lực siết.

BƯỚC 03

Cài đặt giới hạn điện

Xác nhận điện áp làm việc, mục tiêu điện môi, khoảng cách phóng điện bề mặt, khoảng cách không khí và kiến trúc cách điện.

BƯỚC 04

Chọn quy trình

Định vị pad, in mỡ hàn, cấp keo, đóng rắn, kiểm tra, thời gian chu kỳ và làm lại.

BƯỚC 05

Xác thực độ tin cậy

Kiểm tra trở kháng nhiệt, khả năng cách điện và độ ổn định tiếp xúc thông qua chu trình công suất, độ rung và sự lão hóa.

Biến kỹ thuật

Cần chỉ định những gì trước khi lấy mẫu?

Việc lựa chọn vật liệu công suất được cải thiện khi mẫu thử đại diện cho dòng nhiệt, điện áp, tình trạng bề mặt, áp suất và chu kỳ thực tế. Hãy chia sẻ một khoảng giá trị khi thiết kế cơ khí chưa được chốt.

Power module assembly used to define thermal interface requirements Toàn bộ đường truyền từ điểm nối đến chất làm mát—chứ không phải một giá trị thông số kỹ thuật duy nhất—mới quyết định hiệu suất của hệ thống.
01

Tổn thất thiết bị và Nhiệt độ

Công suất ổn định và quá độ, tần số đóng cắt, giới hạn lớp chuyển tiếp, nhiệt độ vỏ và mục tiêu làm mát.

02

Khe hở và Tình trạng bề mặt

Khoảng liên kết, độ phẳng, độ nhám, độ song song, diện tích tiếp xúc, độ võng của tấm đế và dung suất chồng chất.

03

Áp lực ngày càng tăng

Kiểu lắp siết, mô-men xoắn, lực kẹp, phân bố áp suất, giới hạn ứng suất gói và sự giãn nở nhiệt.

04

Cách ly điện

Điện áp làm việc, điện áp quá độ, độ bền điện môi, độ dày cách điện, khoảng cách bề mặt và khoảng cách phóng điện.

05

Hồ sơ độ tin cậy

Chu kỳ nguồn, chu kỳ nhiệt, rung động, độ ẩm, lão hóa nhiệt độ cao và tuổi thọ dịch vụ hiện trường.

06

Quy trình sản xuất

Phương pháp định vị hoặc phân phối, thể tích ứng dụng, quá trình đóng rắn, thời gian nhịp (takt time), chiến lược kiểm tra và sửa chữa.

Bạn đã chuẩn bị sẵn sàng sáu thông tin đầu vào này chưa?Gửi một Tóm tắt Tài liệu Rõ ràng hơn

Phòng ngừa sự cố

Thiết kế để phòng ngừa các rủi ro phát sinh sau khi lắp ráp

Hiệu suất nhiệt ban đầu có thể có vẻ chấp nhận được trong khi bề mặt tiếp xúc vẫn bị mất tiếp xúc, biên độ cách nhiệt hoặc khả năng lặp lại của quy trình sau khi chu kỳ nhiệt.

Cơ khí

Áp suất không đều hoặc áp lực đóng gói

Vị trí của chốt, lực siết và độ cứng của đệm có thể tạo ra các điểm nóng hoặc làm quá tải các gói gốm và mối hàn.

Hiểu về Hiệu ứng Nén →
Điện

Biên độ cách ly không đủ

Các cạnh bị cắt, lỗ kim, sự biến động về độ dày và sự lão hóa có thể làm giảm khả năng cách điện thực tế của cụm lắp ráp xuống thấp hơn mức kỳ vọng của mẫu thử.

Đọc Hướng dẫn về cách điện →
Độ tin cậy

Hút mỡ hoặc Di chuyển mỡ

Sự giãn nở nhiệt và chu kỳ công suất có thể làm dịch chuyển mỡ tản nhiệt khỏi bề mặt tiếp xúc hoạt động và làm tăng điện trở.

Xem lại Tuổi thọ của mỡ bôi trơn →
Sự khoan dung

Tiếp xúc kém qua các khe hở không đều

Vật liệu giao diện mỏng không thể bù đắp cho sự chênh lệch chiều cao lớn, các tấm bị cong vênh hoặc tản nhiệt bị nghiêng.

So sánh định dạng Putty và Pad →
Bảo vệ

Sinh nhiệt khi đóng rắn và Ứng suất đóng rắn trong bầu mạch

Thể tích đúc lớn có thể sinh ra nhiệt và ứng suất co ngót xung quanh bảng mạch, các linh kiện từ tính và linh kiện công suất.

Lên kế hoạch cho hệ thống trồng cây

Power Platforms

Các hệ thống khác nhau tạo ra các ưu tiên giao diện khác nhau

Cấu trúc liên kết, điện áp, thiết bị đóng cắt, phương pháp làm mát, chu kỳ tải và vỏ bọc quyết định sự cân bằng tốt nhất về trở kháng, cách điện và khả năng chế tạo.

Automotive inverter and onboard charger electronics
01 / Di động

Biến tần xe điện và bộ sạc trên xe

  • Điện áp cao và thông lượng nhiệt cao
  • Rung động và chu kỳ nguồn
  • Ngăn xếp làm mát bằng chất lỏng nhỏ gọn
Industrial motor drive and inverter electronics
02 / Nhà máy

Động cơ và Biến tần Công nghiệp

  • Tuổi thọ hoạt động lâu dài
  • Vỏ bọc chắc chắn và độ rung
  • Giao diện có thể sửa chữa
High-efficiency power supplies and telecom conversion equipment
03 / Nguồn điện

Bộ nguồn và bộ chuyển đổi DC/DC

  • Nhiều chiều cao thành phần
  • Từ tính và làm mát bán dẫn
  • Hệ thống khí cưỡng bức nhỏ gọn
High-power LED driver and converter board mounted to a housing
04 / Điều khiển

Trình điều khiển, Bộ sạc và Mô-đun điều khiển

  • Truyền nhiệt từ bo mạch sang vỏ máy
  • Bảo vệ điện môi
  • Lắp ráp thể tích tự động

Kế hoạch thẩm định

Kiểm tra chồng vật liệu cuối cùng, không chỉ phiếu vật liệu

Dữ liệu coupon giúp so sánh các ứng viên. Kiểm tra hệ thống xác nhận xem giao diện có duy trì được nhiệt độ, khả năng cách nhiệt và tiếp xúc thông qua các điều kiện áp suất và chu kỳ thực tế hay không.

Xem lại các tiêu chuẩn kiểm tra TIM phổ biến

Trở kháng nhiệt

Đo lường hiệu suất từ vỏ đến bộ tản nhiệt hoặc từ linh kiện đến chất làm mát ở độ dày, áp suất và nhiệt độ thực tế.

Phân bố áp suất

Xác nhận lực siết, lực kẹp, độ phẳng và tiếp xúc bề mặt mà không làm quá tải gói vi mạch hoặc bo mạch PCB.

An toàn điện

Kiểm tra độ bền điện, điện trở cách điện và tính toàn diện của cạnh cắt sau khi lắp ráp và lão hóa.

Tắt và bật lại nguồn

Theo dõi sự thay đổi nhiệt trở qua quá trình làm nóng thiết bị, sự giãn nở và các chu kỳ hoạt động lặp đi lặp lại.

Lão hóa môi trường

Đánh giá khả năng lưu trữ ở nhiệt độ cao, độ ẩm, độ rung và khả năng tiếp xúc với hóa chất theo đặc thù ứng dụng.

Năng lực sản xuất

Kiểm tra vị trí đặt tấm đệm, lượng mỡ, độ chính xác khi cấp liệu, thời gian đóng rắn, kiểm tra và làm lại.

Từ Nguyên mẫu đến Sản xuất

Hiệu suất vật liệu phải duy trì được qua quá trình sản xuất

Haktak có thể hỗ trợ việc định hình công thức và định dạng phân phối. Hãy chia sẻ sớm các bản vẽ lắp ráp, giới hạn thiết bị, sản lượng hàng năm, kích thước gói, phương pháp đặt và các mục tiêu độ tin cậy.

Công thức theo yêu cầu

Điều chỉnh độ dẫn điện, độ nhớt, độ cứng, tính chất điện môi, quá trình đóng rắn và độ ổn định nhiệt.

Gia công cắt bế

Cung cấp các miếng đệm và màng có lỗ, tai kéo, lớp lót và hình học sẵn sàng để định vị.

Hỗ trợ cấp phát

Căn chỉnh bao bì mỡ, chất lện khe hở hoặc chất kết dính với đường keo, kích thước hạt, thiết bị và thời gian chu kỳ.

Mẫu thử nghiệm

So sánh các định dạng và phạm vi thuộc tính trước khi chế tạo công cụ lần cuối, xác thực và phát hành sản phẩm.

Tài liệu Kỹ thuật

Xây dựng Đặc tả Vật liệu Điện tử Công suất Mạnh mẽ hơn

Sử dụng các hướng dẫn này để so sánh các định dạng vật liệu, xác định hình học giao diện và chuẩn bị một kế hoạch xác thực thực tế.

Sự cô lập

Tấm gốm so với Miếng đệm tản nhiệt

So sánh độ cứng, khả năng cách điện, khả năng thích ứng (conformability) và các đánh đổi trong quá trình sản xuất đối với hệ thống IGBT và MOSFET.

So sánh các Định dạng Cô lập →
Công suất cao

Keo tản nhiệt cho bộ khuếch đại công suất cao

Tổng quan về hiện tượng làm ướt và độ ổn định của giao diện mỏng trong các cụm nguồn chịu tải kẹp khắt khe.

Đọc Hướng dẫn Công suất cao →
Đo lường

Điện trở nhiệt và Trở kháng nhiệt

Hiểu cách vật liệu, tiếp xúc và điều kiện thử nghiệm ảnh hưởng đến hiệu suất giao diện được báo cáo.

Đánh giá Chỉ số Nhiệt
Hình học

Độ dày đường liên kết ảnh hưởng đến hiệu suất như thế nào

Xem lý do tại sao độ dày cuối cùng đóng vai trò quan trọng trong mọi so sánh vật liệu từ vỏ đến bồn rửa.

Xem lại Hiệu ứng Liên kết-Đường thẳng
Danh mục sản phẩm

Khám phá các sản phẩm vật liệu của Haktak

Xem xét các dòng sản phẩm nhiệt và keo dán cũng như các mác sản phẩm riêng lẻ.

Xem tất cả sản phẩm →

Các câu hỏi thường gặp

Câu hỏi thường gặp về vật liệu tản nhiệt điện tử công suất

Lựa chọn cuối cùng phải được kiểm chứng trong mô-đun thực tế, bộ tản nhiệt, điện áp và cụm lắp ráp.

Loại vật liệu cách nhiệt nào là phù hợp nhất cho mô-đun IGBT?

Keo tản nhiệt, vật liệu chuyển pha và đệm tản nhiệt cách điện là những lựa chọn phổ biến. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào độ phẳng, độ dày đường dán, áp lực lắp đặt, khả năng cách điện, nguy cơ rò rỉ keo và quy trình xử lý trong sản xuất.

Tôi nên sử dụng keo tản nhiệt hay miếng đệm tản nhiệt cho mô-đun công suất?

Sử dụng mỡ tản nhiệt cho bề mặt tiếp xúc mỏng, phẳng và được kẹp chặt khi ưu tiên điện trở tiếp xúc thấp. Sử dụng miếng đệm khi cụm lắp ráp cần lấp đầy khoảng trống, có độ dày xác định, lắp đặt sạch sẽ hoặc cách điện bổ sung.

Độ dẫn nhiệt cao hơn có phải lúc nào cũng tốt hơn cho điện tử công suất không?

Trở kháng cuối cùng cũng phụ thuộc vào độ dày, áp suất, độ thấm ướt và điện trở tiếp xúc. Một vật liệu có độ dẫn điện cao có thể hoạt động kém nếu nó quá dày, quá cứng hoặc không ổn định qua các chu kỳ.

Cách ly điện được đánh giá như thế nào tại giao diện nhiệt?

Xem xét điện áp làm việc và điện áp quá độ, độ bền điện môi, độ dày, khoảng cách bề mặt (creepage), khoảng cách phóng điện qua không khí (clearance) và hình học mép cắt. Việc thẩm định phải bao gồm bộ phận được lắp ráp sau khi nén, chu kỳ nhiệt/cơ và lão hóa môi trường.

Làm thế nào để giảm hiện tượng trào keo tản nhiệt?

Sử dụng thể tích ứng dụng được kiểm soát, lực kẹp ổn định, độ nhớt tương thích và công thức được kiểm chứng qua dải chu kỳ nguồn dự kiến. Độ phẳng bề mặt và sự sai lệch giãn nở nhiệt cũng ảnh hưởng đến hiện tượng di chuyển.

Haktak cần thông tin gì để đưa ra khuyến nghị?

Chia sẻ loại thiết bị, tổn thất, diện tích tiếp xúc, khoảng hở, tình trạng bề mặt, áp suất lắp đặt, điện áp, nhiệt độ mục tiêu, cấu hình chu kỳ, phương pháp sản xuất và số lượng dự kiến.

Bắt đầu với Toàn bộ Ngăn xếp Năng lượng

Gửi các thông số Tải nhiệt, Điện áp, Khe hở và Quy trình lắp ráp

Haktak có thể giúp soساز sánh tản nhiệt dạng miếng, keo tản nhiệt, vật liệu chuyển pha, vật liệu làm đầy khoảng trống, keo dán và hệ thống bọc mạch cho toàn bộ cụm thiết bị điện tử công suất.

Yêu cầu đề xuất vật liệu
Lên đầu trang