铝基板LED散热模块热传材料分析

铝基板LED散热模块热传材料分析
铝基板LED散热模块热传材料分析

小强铝基板制作


在 LED 产品应用中﹐通常需要将多个 led 组装在一电路基板上。 电路基板除了扮演承载 LED 模块结构的角色外﹐另一方面﹐随着 LED 输出功率越来越高,基板还必须扮演散热的角色﹐以将 LED 晶体 产生的热传派出去﹐因此在材料选择上必须兼顾结构强度及散热方 面的要求。 传统 LED 由于 LED 发热量不大﹐散热问题不严重﹐因此只要运 用一般的铜箔印刷电路板(PCB)即可。 但随着高功率 LED 越来越盛行 PCB 已不足以应付散热需求。 因此需再将印刷电路板贴附在一金属板 上,即所谓的 Metal Core PCB,以改善其传热路径。另外也有一种做 法直接在铝基板表面直接作绝缘层或称介电层, 再在介电层表面作电 路层,如此 LED 模块即可直接将导线接合在电路层上。同时为避免 因介电层的导热性不佳而增加热阻抗,有时会采取穿孔方式,以便让 LED 模块底端的均热片直接接触到金属基板,即所谓芯片直接黏着。 接下来介绍了几种常见的 LED 基板材料﹐并作了比较。 印刷电路基板(PCB) 常用 FR4 印刷电路基板,其热传导率 0.36W/m.K,热膨胀系数 在 13 ~ 17ppm/K。可以单层设计,也可以是多层铜箔设计(如图 2)。 优点︰技术成熟, 成本低廉, 可适用在大尺寸面板。 缺点︰热性能差, 一 般 用 于 传 统 的 低 功 率 LED 。

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图 1 多层 PCB 的散热基板 金属基印制板(MCPCB) 由于 PCB 的热导率差﹑散热效能差﹐只适合传统低瓦数的 LED。因此后来再将印刷电路基板贴附在一金属板上﹐即所谓的 Metal Core PCB。 金属基电路板是由金属基覆铜板(又称绝缘金属基板) 经印刷电路制造工艺制作而成。 根据使用的金属基材的不同,分为铜基覆铜板、铝基覆铜板、铁 基覆铜板﹐一般对于 LED 散热大多应用铝基板。如下图:
图 2 金属基电路板的结构 MCPCB 的优点: (1)散热性 常规的印制板基材如 FR4 是热的不良导体,层间绝缘,热量散

小强铝基板制作 发不出去。而金属基 印制板可解决这一散热难题。 (2)热膨胀性 热 胀 冷 缩 是 物 质 的 共 同 本 性 , 不 同 物 质 CTE(Coefficient of thermal expansion)即热 膨胀系数是不同的。印制板(PCB)的金属化孔壁和相连的绝缘壁在 Z 轴的 CTE 相差很大,产生的热不能及时排除,热胀冷缩使金属化孔 开裂、断开 。金属基印制板可有效地解决散热问题,从而使印制板 上的元器件不同物质的热胀冷缩问题缓解, 提高了整机和电子设备的 耐用性和可靠性。 (3)尺寸稳定性 金属基印制板,显然尺寸要比绝缘材料的印制板稳定得多。铝基 印制板、 铝夹芯板, 30℃加热至 140~150℃, 从 尺寸变化为 2.5~3.0%. MCPCB 的结构 目前市场上采购到的标准型金属基覆铜板材由三层 不同材料所构成:铜、 绝缘层、金属板(铜、铝、钢板) ,而铝基覆 铜板最为常见。 a)金属基材 以美国贝格斯为例﹐见下表(图 3):

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b)绝缘层 起绝缘层作用,通常是 50~200um。若太厚,能起绝缘作用,防 止与金属基短路的效果好,但会影响热量的散发;若太薄,能较好散 热,但易引起金属芯与组件引线短路。 绝缘层(或半固化片) ,放在经过阳极氧化,绝缘处理过的铝板 上,经层压用表面的铜层牢固结合在一起。 c)铜箔 铜箔背面是经过化学氧化处理过的,表面镀锌和镀黄铜,目的是 增加抗剥强度。铜厚通常为 0.5、1.2 盅司。如美国贝格斯公司使用的 是 ED 铜,铜厚有 1、2、3、4、6 盅司 5 种。我们为通信电源配套制 作的铝基板使用的是 4 盅司的铜箔(140 微米) 。 MCPCB 技术参数和特点

小强铝基板制作 技术参数(图 4) 产品特点﹕ (1) 绝缘层薄,热阻小 (2) 机械强度高 (3) 标准尺寸:500×600mm (4) 标准尺寸:0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、3.0mm (5) 铜箔厚度:18um 、35um、70um 、105um MCPCB 应用产品举例(图 5)

小强铝基板制作 陶瓷基板(Ceramic Substrate)
Ceramic Substrate: 以烧结的陶瓷材料作为 LED 封装基板,具有 绝缘性, 无须介电层, 有不错的热传导率, 热膨胀系数(4.9 ~ 8ppm/K), 与 LED chip、Si 基板或 Sapphire 较匹配,比较不会因热产生热应力 及热变形。 典型的陶瓷基板,如 AIN,其热导率约在 170 ~ 230W/m.K,热 膨胀系数 3.5 ~ 5ppm/K。价格较贵,尺寸限于 4.5 平方英寸以下,无 法用于大面积面板,适合高温环境高功率 LED 使用。 AlN 陶瓷基板与其它材料之热特性比较(图 7)

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AlN 陶 瓷 基 板 有 不 错 的 热 传 导 率 , 热 膨 胀 系 数 LED chip (CTE=5ppm/K)较匹配。 直接铜结合基板(DBC Substrate) 特点︰ 在金属基板直接共烧接合陶瓷材料, 兼具高热传导率及低热膨胀 性,还具介电性。 允许制程温度、运作温度达 800℃以上。 由德国 Curamik 公司所发展的直接铜接合基板, 是在铜板与陶瓷 (Al2O3、AlN)之间,先通入 O2 使其与 Cu 响应生成 CuO,同时使纯 铜的熔点由 1083℃降低至 1065℃的共晶温度。接着加热至高温使 CuO 与 Al2O3 或 AlN 回应形成化合物,而使铜板与陶瓷介电层紧密 接合在一起。 (图 5) 此种含介电层的铜基板具有很好的热扩散能力,且介电层如为 Al2O3 则其热传导率为 24W/m.K,热膨胀系数 7.3ppm/K,如为 AlN 则其热传导率为 170W/m.K,热膨胀系数 5.6ppm/K,比前几种基板具 有更佳的热效能,同时适合于高温环境及高功率或高电流 LED 之使

小强铝基板制作 用。
图 8 直接铜板接合基板之制作流程 各种 LED 基板材料的特性比较(图 9)
应根据实际产品应用选择基板材料,低功率 LED 发热量不大, 用 PCB 基板即可, 对高功率 LED, 为满足其散热要求, 采用 MCPCB 基板,陶瓷基板或 DCB 基板,满足性能要求时,则应考虑其成本。

小强铝基板制作 LED 导热界面材料 为什么要用界面材料?
图 10 LED 界面间隙 由于散热器底面与 LED 芯片表面之间会存在很多沟壑或空隙, 其中都是空气。由于空气是热的不良导体,所以空气间隙会严重影响 散热效率,使散热器的性能大打折扣,甚至无法发挥作用。为了减小 芯片和散热器之间的空隙,增大接触面积,必须使用导热性能好的导 热材料来填充,如导热胶带、导热垫片、导热硅酯、导热黏合剂、相 转变材料等。 Liqui-Bond SA2000 导热胶(example) 介绍 Liqui-Bond SA2000 是由深圳恒通热导公司生产的一种高导热性 而绝缘的硅胶粘剂。 它在低温或高温的情况下都能保持良好的机械性 能和化学性能.这种物质的韧性有助于在热传导中减低 CTE 压力,同时 由于该产品在升温过程中产生固化 。 特征: 导热性: 导热系数为 2.0 W/m-K

小强铝基板制作 消除机械固件需求 稳定的机械性能和化学性能 严峻环境下仍能保持物体结构形态 应用: 大功率 LED 和散热基板粘接 在凹凸不平的表面粘接元器件 DM6030HK-SD 高导热银胶 (example) 介绍: DM6030 HK-SD 是是由深圳恒通热导公司生产的一种高导热掺 银有机粘接剂,专门为大功率 LED 粘接固定芯片应用而开发设计的 新产品。该产品对分配和粘接大量部件(dice)时具有较长时间的防 挥发、干涸能力,并可防止树脂在加工前飞溅溢出。 产品特征: 具有高导热性:导热系数高达 50w/m.k 低电阻: 电阻低至 10μcm 可替代焊接剂 可在室温下存储和运输 良好的流动性 应 用:
High Power LED 芯片封装粘接 一般的金属模焊接 HN-G 高性能导热硅脂(example)

小强铝基板制作 介绍: HN–G 导热硅脂为深圳博恩事业有限公司生产﹐专为各种仪器 仪表及电子元器件与组合体的填充而研制开发的一种高导热绝缘有 机硅材料。 广泛涂敷于各种电子产品, 电器设备中的发热体 (功率管、 可控硅、电热堆等)与散热设施(散热片、散热条、壳体等)之间的 接触面,起传热媒介作用。 性能参数[图 11] :
散热器 作用﹕ 散热器的作用就是吸收基板或芯片传递过来的热量, 然后发散到 外界环境,保证 LED 芯片的温度正常。绝大多数散热器均经过精心 设计,可适用于自然对流和强制对流的情况。以 aavid 62500 为例。

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图 12 aavid 62500 散热器 性能参数[1]: ?热阻Θ = 4.6 °C/W ?材料=Al 6063-T5 挤压成型 ?重量= 100g ?发射率= 0.85 ?散热片效率= 98.9% ?输入热量= 5W ?热源= 0.57X0.57 ?5W 时散热温度= 46.9°C 高功率 LED 的热沉结构 如何将 LED 器件产生的热量有效耗散到环境中也是一个关键。 常用的热沉结构分为被动和主动散热。 对于大功率 LED 封装,则必 须采用主动散热, 如翅片+风扇、 热管、 液体强迫对流、 微通道致冷、 相变致冷等。 (1) 在功率密度不高、成本要求较低的情况下,优先采用翅片
+风扇的散热方法;

小强铝基板制作 (2) 对于成本要求不高、功率密度中等、封装尺寸小的应用,则 采用热管比较合适; (3) 而对于功率密度较高, 要求 LED 器件温度较低的场合, 采用 液体强迫对流和微通道致冷比较可行。 结 论 LED 电致发光过程产生的热量和工作环境温度(Ta)的不同,引起 LED 芯片结点温度 Tj 的变化.LED 是温度敏感器件,当温度变化 时,LED 的性能和封装结构都会受到影响,从而影响 LED 的可靠性。 在散热设计上, 最重要的课题是有效降低芯片发光层至环境的热 阻。因此,选用合适的散热基板﹑界面材料﹑散热器就显得非常有必 要。 LED 照明灯具的结构形状可能千差万别,可能会形成不同的散 热材料的组合体,然而最终要考虑散热及出光通道的最优化为基础。

铝基板的制作流程及规范

铝基板制作及规范 ---作者:贺梅 随着电子产品轻、薄、小、高密度、多功能化发展促使PCB上元件组装密度和集成度越来越高,功率消耗越来越大,对PCB基板的散热性要求越来越迫切,如果基板的散热性不好,就会导致印制电路板上元器件过热,从而使整机可靠性下降。在此背景下诞生了高散热金属PCB基板,铝基板是金属基板应用最广的一种.且具有良好的导热性,电气绝缘性. 一,铝基板的材料,构造分类 1. 材料 热处理以强化铝质硬度,在表面起防氧化及防擦花的作用;为促进散热作用,在PP片一般会在PP 树脂中添加适量陶瓷粉末. 二.产品主要用于哪些区域 1.汽车、摩托车的点火器,电压调节器. 2.电源(大功率电源)及晶体管,电源交换器. 3.电子,电脑CPU,LED灯及显示板. 4.音响输出、均衡及前置放大器

5.太阳能基板电池、半导体绝缘散热 等等及其它 三.铝基板的特点 1.采用表面贴装技术 2.在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理,无需散热器. 3.降低产品运行温度,提高产品功率密度和可靠性,延长产品使用寿命. 双面铝 ,所以采用了塞树脂预大制作! 普通单面铝基板例如(019189),没有插件孔,没有沉头孔的情况下只需二次钻孔即可,板内和SET边上的定位孔都需要做二钻,,PNL板边的3.175MM,2.0MM,和料号孔一次钻出,二次钻孔板边只需加3.175MM定位孔.二次钻孔在成型前. 2.FR4+铝基

例如(018980) FR4相当于一个正常双面板做, FR4+铝基,铝基主要是起散热作用,双面基板一般会采用0.2MM-0.4MM的双面板,双面板的制作流程正常,同常规做法一样,在CAM制作时需钻上铆钉孔,压合与铝板铆合用,铝板则需钻孔而已,然后压合. 3.双面铝基板 目前我们公司还没有生产,简单介绍下 铝基板双面板主要是采用绝缘制作 五 1., 2.. 4.以上 5. 此方法在制作时: 线路层正常预大,然后将线路板所有贴片(除光学点外)在预大的基础上再加大单边0.1MM,将阻焊对应的贴片缩小比线路加大后的贴片小单边0.1MM即可.如图:

LED陶瓷散热基板

LE D 陶瓷散热基板 一. 引言 LED 产品具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、具有环保效益等优点,是近年来最受瞩目的产业之一,图1为2006-2009年高亮度LED 市场增长趋势图。 销售收入/亿美元图1 2006-2009年高亮度LED 市场增长 随着LED 照明的需求日趋迫切,高功率LED 的散热问题益发受到重视,因为过高的温度会导致LED 发光效率衰减,通常LED 高功率产品输入功率约为15%能转换成光,剩下85%的电能均转换为热能。LED 运作所产生的废热若无法有效散出,将会使LED 结面温度过高,进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性,对LED 的寿命造成致命性的影响。图2为LED 结面温度与发光效率的关系图,当结面温度由25℃上升至100℃时,其发光效率将会衰退20%到75%不等,其中又以黄色光衰退75%最为严重。此外,当操作温度由63℃升到74℃时,LED 平均寿命将会减少3/4。因此,散热问题是LED 产业永远无法逃避的重要课题,要提升LED 的发光效率,必须要解决散热问题。 -40-20020406080100120 结温/℃ 图2 LED 结面温度与发光效率关系图

二. LED散热途径 在了解LED散热问题之前,必须先了解其散热途径,进而针对散热瓶颈进行改善。依据不同的封装技术,其散热方法亦有所不同,而LED各种散热途径方法如图3所示: 图3 LED各种散热途径 散热途径说明: ①从空气中散热 ②热能直接由System circuit board导出 ③经由金线将热能导出 ④若为共晶及Flip chip制程,热能将经由通孔至系统电路板而导出 一般而言,LED颗粒(Die)以打金线、共晶或覆晶方式连结于其基板上(Substrate of LED Die)而形成LED芯片(chip),而后LED芯片固定于系统的电路板上(System circuit board)。因此,LED可能的散热途径为直接从空气中散热(如图3途径①所示),或经由LED颗粒基板至系统电路板再到大气环境。而散热由系统电路板至大气环境的速率取决于整个发光灯具或系统的设计。 然而,现阶段的整个系统的散热瓶颈,多数发生在将热量从LED颗粒传导至其基板再到系统电路板为主。此部分的可能散热途径:其一为直接由晶粒基板散热至系统电路板(如图3途径②所示),在此散热途径里,其LED颗粒基板材料的热散能力是很重要的参数。另一方面,LED所产生的热也会经由电极金属导线至系统电路板,一般而言,利用金线方式做电极接合下,散热受金属线本身较细长的几何形状而受限(如图3途径③所示);因此,近来有共晶 (Eutect ic) 或覆晶(Flip chip)接合方式,这种设计大幅减少导线长度,并大幅增加导线截面积,如此一来,由LED电极导线至系统电路板的散热效率将有效提升(如图3途径④所示)。 经由以上散热途径解释,可得知散热基板材料的选择与其LED颗粒的封装方式在LED 热散管理上占了极重要的一环。 三. LED散热基板 LED散热基板主要是利用其散热基板材料本身具有较佳的热传导性,将热源从LED晶粒导出。因此,我们从LED散热途径叙述中,可将LED散热基板分为两大类别,分别为LED晶粒基板与系统电路板,此两种不同的散热基板分别承载着LED晶粒与LED晶片将LED晶粒发光时所产生的热能,经由 LED晶粒散热基板至系统电路板,而后由大气环境吸收,以达到热散的效果。 系统电路板 系统电路板主要是作为LED散热系统中,最后将热能传导至散热鳍片、外壳或大气中的材料。近年来印刷电路板(PCB)的生产技术已非常纯熟,早期LED产品的系统电路板多以PCB 为主,但随着高功率LED的需求增加,PCB材料散热能力有限,使其无法应用于高功率产品,为了改善高功率LED散热问题,近期已发展出高热导系数铝基板(MCPCB),利用金属材料散热特性较佳的特色,以达到高功率产品散热的目的。然而随着LED亮度与效能要求的持续发

日本电气化学(Denka)散热铝基板中文介绍

日本电气化学工业有限公司 DENKA

The field suitable for Hybrid IC Audio 音频Power AMP. 功率放Pre-AMP. 前置Regulator 调节 EPS 应急电源 Power module 电源模 LED发光二极 Oscillator 振Micro-strip circuit HITTPLATE高导 (IMS) CPU board 中央处理器 Power supply 电源供 Inverter 换 Transistor 晶体 Motor driver 马达DC/DC Converter 直流/ SW regulator 开关调VTR, TV 磁带录像机, Tuner 调谐器Regulator 调节 适用与混合集成 电路领域 . Suitable field for IMS The

适用于工业管理学会

Classification of printed circuit board 印刷线路板的分类 Flexiuble Ceramic substrate 陶瓷基片 Insulated Metal Substrate 绝缘金属基材 厚膜陶瓷线路板 Substrate with thin circuit.薄膜陶瓷线路板 Substrate Multi-layer 多层陶瓷线路板 (铝,铜,铁) Metal Core Substrate (Al, Cu, Fe)金属芯基材(铝, Paper based material (phenol) 纸基板(酚基材) Glass cloth based material (epoxy, polyimide)玻璃基材(环氧树脂,聚酰亚胺) Rigid substrate 刚性基板 Organic substrate 有机基板

铝基板制作规范

铝基板铝基板制作规范制作规范 1.0福斯莱特铝基板制作规范前言 随着电子技术的发展和进步,电子产品逐渐向轻、薄、小、个性化、高可靠性、多功能化已成为必然趋势。福斯莱特铝基板顺应此趋势而诞生,该产品以优异的散热性,机械加工性,尺寸稳定性及电气性能在混合集成电路、汽车、办公自动化、大功率电气设备、电源设备等领域近年得到了广泛应用。铝基覆铜板1969年由日本三洋公司首先发明,我国于1988年开始研制和生产,福斯莱特公司从2005年开始研发并小批量生产,为了适应量产化稳质生产,提升生产效率,并作为员工操作的依据,特拟制此份制作规范,此份文件同时也是本岗位新进员工培训之教材。

2.0福斯莱特铝基板制作规范适用范围 本作业规范适用于铝基覆铜板的制作全过程。 3.0福斯莱特铝基板制作规范部门职责 3.1.生产部负责本操作规范的执行,有疑问及时反馈到工艺等部门。 3.2.工艺、研发部负责本规范的制定和修订,并协助解决生产遇到的问题。 3.3.品质部负责对本规范的监控以及品质保证。 4.0福斯莱特铝基板制作规范工艺流程 4.1喷锡或沉金板 开料→一次钻孔→线路→蚀刻→蚀检→阻焊(二次阻焊)→文字→喷锡或沉金→二次钻孔→锣板或冲板 →测试(包括开短路测试和耐压测试)→终检→包装→出货。 4.2沉银、沉锡或OSP板 开料→一次钻孔→线路→蚀刻→蚀检→阻焊(二次阻焊)→文字→二次钻孔→锣板或冲板→测试(包括开短路测试和高压测试)→终检1→沉银、沉锡或OSP→终检2→包装→出货。 4.3杯孔或杯孔镀银工艺板 开料→一次钻孔→线路→蚀刻→蚀检→阻焊(二次阻焊)→文字→喷锡或沉金→ 杯孔板:二次钻孔→铣杯→锣板或冲板→测试(包括开短路测试和高压测试)→终检→包装→出货。 杯孔镀银板:印蓝胶→杯孔镀亮银→二次钻孔→锣板或冲板→测试

陶瓷散热基板与MCPCB的散热差异分析比较

陶瓷散热基板与MCPCB的散热差异分析比较 随着科技日新月异的发展,近年来全球环保的意识抬头,如何有效开发出节能省电的科技产品已成为现今趋势。就LED产业而言,慢慢这几年内成为快速发的新兴产业之一,在2010年的中国世博会中可看出LED的技术更是发光异彩,从上游到下游的生产制造,每一环节都是非常重要的角色。 针对LED的发光效率会随着使用时间的增长与应用的次数增加而持续降低,过高的接面温度会加速影响其LED发光的色温品质致衰减,所以接面温度与LED发光亮度呈现反比的关系。此外,随着LED芯片尺寸的增加与多晶LED封装设计的发展,LED载板的热负荷亦倍增,此时除载板材料的散热能力外,其材料的热稳定性便左右了LED产品寿命。简单的说,高功率LED产品的载板材料需同时具备高散热与高耐热的特性,因此封装基板的材质就成为关键因素。 在传统LED散热基板的应用上,Metal Core PCB(MCPCB)与陶瓷散热基板应用范围是有所区别的,MCPCB主要使用于系统电路板,陶瓷散热基板则是应用于LED芯片基板,然而随着LED需求的演化,二者逐渐被应用于COB(Chip on board)的工艺上,下文将针对此二种材料作进一步讨论与比较。 MCPCB MCPCB主要是从早期的铜箔印刷式电路板(FR4)慢慢演变而成,MCPCB与FR4之间最大的差异是,MCPCB以金属为核心技术,采用铝或铜金属作为电路板之底材,在基板上附着上一层铜箔或铜板金属板作线路,用以改善散热不佳等问题。MCPCB的结构图如图1所示: 图1 MCPCB结构图 因铝金属本身具有良好的延展性与热传导,结合铜金属的高热传导率,理当有非常良好的导热/散热效果。

铝基板【铝基板散热设计方案】

1 铝 基 板 散 热 设 计 方 案 以LDM150-48S5/LDM150-48S3V3为例 一、计算两种产品在自然风冷状态下需配散热器的散热尺寸: LDM150-48S5的功耗为P D =150/0.87-150=22.4W ,△T=95-55=40℃,Rth=△T/P D =1.786/W ℃; LDM150-48S3V3的功耗为P D =100/0.86-100=16.28W ,△T=95-55=40℃,Rth=△T/P D =2.46/W ℃; 考虑10%的安全余量:LDM150-48S5的热阻取1.6/W ℃, LDM150-48S3V3 的热阻取2.2/W ℃, 根据此热阻估算散热器的散热面积,数据如表一: 表一 热阻 (/W ℃) 水平放置时的散热面积(cm 2)垂直放置时的散热面积(cm 2)型号1.6 900500LDM150-48S52.2500350LDM150-48S3V3 二、我公司现有的散热器的现状: 与此两种电源模块安装尺寸配套的散热器有两种,型号分别为:AHS -107H 、AHS -LDG100, 表二为两种散热器的指标参数: 表二 型号外型尺寸(mm )散热面积估算值(cm 2 ) AHS-107H 61×58×11113 AHS-LDG10087×80×36650 三、方案阐述: 有两种方案: 第一种、从经济角度来看,最好采用我公司的散热器,不仅减少了对外采购时散热器供应商针对本产品的研发费用,而一些用户根据实际使用情况愿意自己选配散热器。 对于型号为LDM100-48S3V3的电源模块,我们推荐型号为AHS -107H 的散热器,如果用户空间允许,我们推荐型号为AHS -LDG100的散热器,这样散热效果比较好,并且我们提供给用户关于使用AHS -107H 这种散热器的温度曲线。以下为配这种散热器的温度曲线: 对于型号为LDM150-48S5的电源模块,我们推荐型号为AHS -LDG100的散热器,并且我们提供给用户关于使用这种散热器的温度曲线。图二为温度曲线: 【铝基板品牌网】https://www.360docs.net/doc/2f9667454.html, 小强铝基板制作 打造专业可靠的铝基板,提供高效一流的服务!诚信客户!回报社会!

陶瓷基板的发展概况

陶瓷基板在L E D电子领域应用现状与发展简要分析 摘要:陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性,广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。本文简要介绍了目前陶瓷基板的现状与以后的发展。 关键词: 前文摘要:陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性,广泛应用于功率电子、电子、混合微电子与多模块等领域。本文简要介绍了目前陶瓷基板的现状与以后的发展。 1 塑料和陶瓷材料的比较 塑料尤其是环氧树脂由於比较好的经济性,至目前为止依然占据整个电子市场的统治地位,但是许多特殊领域比如高温、线膨胀系数不匹配、气密性、稳定性、机械性能等方面显然不适合,即使在环氧树脂中添加大量的有机溴化物也无济于事。 相对于塑料材料,陶瓷材料也在电子工业扮演者重要的角色,其电阻高,高频特性突出,且具有热导率高、化学稳定性佳、热稳定性和熔点高等優點。在电子线路的设计和制造非常需要这些的性能,因此陶瓷被广泛用于不同厚膜、薄膜和电路的基板材料,还可以用作绝缘体,在热性能要求苛刻的电路中做导热通路以及用来制造各种电子元件。 2 各种陶瓷材料的比较 2.1 Al2O3 到目前为止,氧化铝基板是电子工业中最常用的基板材料,因为在机

械、热、电性能上相對於大多数其他氧化物陶瓷,強度及化學穩定性高,且原料来源丰富,适用于各种各样的技术制造以及不同的形状。 2.2 BeO 具有比金属铝还高的热导率,应用于需要高热导的场合,但温度超过300℃后迅速降低, 最重要的是由于其毒性限制了自身的发展。 2.3 AlN AlN有两个非常重要的性能值得注意:一个是高的热导率,一个是与Si相匹配的膨胀系数。缺點是即使在表面有非常薄的氧化层也会对热导率产生影响,只有对材料和工艺进行严格控制才能制造出一致性较好的AlN基板。目前大规模的AlN生产技术国内还是不成熟,相对于Al2O3,AlN价格相对偏高许多,这个也是制约其发展的瓶颈。 综合以上原因,可以知道,氧化铝陶瓷由于比较优越的综合性能,在目前微电子、功率电子、混合微电子、功率模块等领域还是处于主导地位而被大量运用。 3 陶瓷基板的制造 制造高純度的陶瓷基板是很困难的,大部分陶瓷熔点和硬度都很高,这一点限制了陶瓷机械加工的可能性,因此陶瓷基板中常常掺杂熔点较低的玻璃用于助熔或者粘接,使最终产品易于机械加工。Al2O3、BeO、AlN基板制备过程很相似,将基体材料研磨成粉直径在几微米左右,与不同的玻璃助熔剂和粘接剂(包括粉体的MgO、CaO)混合,

镁铝合金和铝合金的散热比较

在镁合金会比铝合金散热性能好,这点我曾经拿过这种镁合金散热灯壳来做分析。1、根据公式:Q=dvC△t = cm△t(dv=质量m),其中Q—热量;d=比重;V=体积;C=比热容;△t =(t1-t2)变化的温度;△t =Q/ dvC=Q/ mC,当相同体积与形状的AZ91D 与A380,如果在接受相同的热量Q时,二者变化的温度比为:△tMg /△tAl =dC(Al)/ dC(Mg)=2.74x0.23/1.81x1.05=1/3; AZ91D的比热容为0.25;A380的比热容为1,0. 即镁合金AZ91D与铝合金A380的温差比为1/3;问题就在于镁合金的散热器质量可以做的比铝合金还轻,在厚度与鳍片上的厚度,都还是薄壁,而且重量还是比较小时,这时C=Q / m△t的C值(比热容)就会加大,以目前设计的铝合金散热器的重量为一般镁合金重量的3倍。所以镁合金散热器的C值(比热容)就会是3倍的铝合金散热器的C值(比热容)。即使在理论上镁合金材料的C值(比热容)只有铝合金材料的1/3,但整体来说,其C值仍然与铝合金散热器一样。但问题就在与散热器的两端温差比又能代表什么? 2、基本上AZ91D导热系数51W/mk;A380导热系数96.2W/mk;其导热的功能实际上是相差到一倍。这就表是对于相同体积与形状的情况下,AZ91D 与A380材料的散热器在热的传导上还是有差距。也就是当某热源生产的热量(温度)由散热片根部传递到顶部的速度,理论上A380比AZ91D会快一倍。即A380材料的散热器根部与顶部的温度差,比AZ91D材料的散热器小。任何的散热都靠热传导、热对流、热辐射的热量传播三种途径,虽然空气导热系数低,但能够尽快的通过空气的热对流、热辐射来传播热量才是散热解决的方式,而光只是去评比散热器根部与顶部的温度差,事实上,对整个散热装置是没有帮助的,因为散热最终的目标还是要空气来降低温度。 这意味着由AZ91D材料制作的散热片根部的空气温度与顶部的空气温度温度差,比A380材料制作的散热片大,只会更会加速散热器内部与外部空气的扩散对流,使散热效率提高。 这里就是散热效果不是完全去考虑从散热片根部传递到顶部的速度,而是如何在短时间内将热度排除与外界的空气多对流。以常州环球镁他们的设计就是尽量去缩短这个距离,让镁合金在体积比较小的情况下,厚度减少,鳍片数量减少。并尽量减少散热器里面的介质接触干扰,期能尽快地作出内部与外部空间的空气对流,并让散热器内部的高温空气直接与镁合金散热器对接,也达到与外界空气对流的效果。 3.实际测试情况: 3-1.我曾经对这种设计的LED灯镁合金散热器与一般的LED灯铝合金散热器进行温度变化测试。测试方式是对灯具进行100℃加热30min后,撤除热源,在室内空气温度25℃下,每隔30sce测定一次温度。结果镁合金散热器,其降温的速度明显大于铝合金散热器,而且在短时间就可以将整个散热器做空气对流的效果。3-2. LED球型灯泡的散热器重量越轻越好:我去称过常州环球镁的镁合金散热器

铝合金散热器材料铝板的拉丝工艺

铝合金散热器材料铝板的拉丝工艺 铝板的拉丝处理是需要在冲压之后再做的,它的拉丝工艺主要可根据装饰需要制成多种的纹路,例如:直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。我们分别来介绍接种拉丝工艺: 1.直纹拉丝

直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝又可以分为连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦(如在有靠现装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷)获取。改变不锈钢刷的钢丝直径,可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。 制取原理:采用两组同向旋转的差动轮,上组为快速旋转的磨辊,下组为慢速转动的胶辊,铝或铝合金板从两组辊轮中经过,被刷出细腻的断续直纹。 2.乱纹拉丝 乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下,使铝板前后左右移动磨

擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工,对铝或铝合金板的表面要求较高。 3.螺纹拉丝 螺纹拉丝是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机,将其固定在桌面上,与桌子边沿成60度左右的角度,另外做一个装有固定铝板压茶的拖板,在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动,在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。 喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面,以符合光泽柔和等特殊设计需要。均匀适度的喷砂处理,基本上也可以克服铝材表面的常见缺陷。

4.波纹拉丝 波纹拉丝一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动,在铝或铝合金板表面磨刷,得出波浪式纹路。 5.旋纹拉丝 旋纹也称旋光,是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床

陶瓷散热基板与MCPCB的散热差异分析比

陶瓷散热基板与MCPCB的散热差异分析比 随着科技日新月异的发展,近年来全球环保的意识抬头,如何有效开发出 节能省电的科技产品已成为现今趋势。就LED 产业而言,慢慢这几年内成为 快速发的新兴产业之一,在2010 年的中国世博会中可看出LED 的技术更是发光异彩,从上游到下游的生产制造,每一环节都是非常重要的角色。 针对LED 的发光效率会随着使用时间的增长与应用的次数增加而持续降低,过高的接面温度会加速影响其LED 发光的色温品质致衰减,所以接面温度与LED 发光亮度呈现反比的关系。此外,随着LED 芯片尺寸的增加与多晶LED 封装设计的发展,LED 载板的热负荷亦倍增,此时除载板材料的散热能力外,其材料的热稳定性便左右了LED 产品寿命。简单的说,高功率LED 产品的载 板材料需同时具备高散热与高耐热的特性,因此封装基板的材质就成为关键因素。 在传统LED 散热基板的应用上,Metal Core PCB(MCPCB)与陶瓷散热基板应用范围是有所区别的,MCPCB 主要使用于系统电路板,陶瓷散热基板则是应 用于LED 芯片基板,然而随着LED 需求的演化,二者逐渐被应用于 COB(Chip ON board)的工艺上,下文将针对此二种材料作进一步讨论与比较。MCPCB MCPCB 主要是从早期的铜箔印刷式电路板(FR4)慢慢演变而成,MCPCB 与FR4 之间最大的差异是,MCPCB 以金属为核心技术,采用铝或铜金属作为电 路板之底材,在基板上附着上一层铜箔或铜板金属板作线路,用以改善散热不 佳等问题。MCPCB 的结构图如图1 所示: 图1 MCPCB 结构图 因铝金属本身具有良好的延展性与热传导,结合铜金属的高热传导率,理当

各种常用金属材料及铝合金导热系数

目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金,只有极少数是使用其他材料。事实上,铝并不是导热系数最好的金属,效果最好的是银,其次是铜,再其次才是铝。但是银的价格昂贵,不太可能拿来做散热片;铜虽笨重,但散热效果和价格上有优势,现在也逐步用来做散热片了;而铝的重量非常轻,兼顾导热性和质量轻两方面,因此,才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的,因为纯铝太达于柔软,所以都会加入少量的其他金属,铸造而成为铝合金,以获得适当的硬度,不过铝还是占了约百分之九十八左右。 导热系数的大小表明金属导热能力的大小,导热系数越大,导热热阻值相应降低,导热能力增强。在金属材料中,银的导热系数最高(表),但成本高;纯铜其次,但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5 铝合金,这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足,很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高,综合运用各种导热系数高的材料,已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如,有的散热片底部采用纯铜,是为了发挥铜的导热系数大,传热量相对大的优点,而鳍片部分仍采用铝合金片,是为了加工容易,将换热面积尽可能做大,以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接,如果连接不好,接触热阻会大量产生,反而影响散热效果。 各种常用金属材料及铝合金导热系数 材料名称导热系数材料名称导热系数 银99.9% 411 W/m.K 硬铝 4.5%Cu 177 W/m.K 纯铜398 W/m.K 铸铝 4.5%Cu 163 W/m.K 金315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K 纯铝237 W/m.K 6061 型铝合金155 W/m.K 1070 型铝合金226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K 1050 型铝合金209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K 6063 型铝合金201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K 金和银的导热性能比较好,但缺点就是价格太高,纯铜散热效果则次之,但已经算是非常优秀的了,不过铜片也有缺点:造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的,其中铝合金的热传导能力最好,好的CPU 风冷散热器一般采用铝合金制作。 最好的散热材料并不是铝材。是银,接着是铜,金,再者就是铝。至于金和银,散热固然好,可是它的成本高,制作工艺复杂,最主要的还是成本问题,所以这两种材料是商家不大认同的。 至于铜,目前市场上也不断的出现了纯铜的散热器,采用纯铜的材料并不见得好,铜的导热性能比起铝要快的多,但铜的散热没有铝快,铜可以快速的把热量带走,但无法在短时间内把本身的热量散去,这就很有可能造成在PC关机时热量在短时间内散不去,在CPU上方形成一个无形的热源。另外铜的可氧化性这是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态,从导热和

铝基板和pcb板的区别

铝基板和pcb板的区别 什么是铝基板 铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板,一般单面板由三层结构所组成,分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层。常见于LED照明产品。有正反两面,白色的一面是焊接LED引脚的,另一面呈现铝本色,一般会涂抹导热凝浆后与导热部分接触。目前还有陶瓷基板等等。 什么是PCB板 PCB板一般指印制电路板。印制电路板{PCB线路板},又称印刷电路板,是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了;它的设计主要是版图设计;采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。 按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。由于印刷电路板并非一般终端产品,因此在名称的定义上略为混乱,例如:个人电脑用的母板,称为主板,而不能直接称为电路板,虽然主机板中有电路板的存在,但是并不相同,因此评估产业时两者有关却不能说相同。再譬如:因为有集成电路零件装载在电路板上,因而新闻媒体称他为IC板,但实质上他也不等同于印刷电路板。我们通常说的印刷电路板是指裸板-即没有上元器件的电路板。 铝基板和pcb板的区别 对于一些刚刚从事铝基板行业的小伙伴总会有这样的疑问,那就是铝基板与pcb板有什么区别,针对与这个疑问下面就具体的给大家说一说两者之间到底有那些区别? pcb板与铝基板在设计上都是按照pcb板的要求来设计的,目前在市场的铝基pcb板一般情况都是单面的铝基板,pcb板是一个大的种类,铝基板只是pcb板的一个种类而已,是铝基金属板,因其具备良好的导热性能,一般运用在LED行业。 pcb板一般而言就是铜基板,其也分为单面板与双面板,两者之间使用的材料是有很明显的区别的,铝基板的主要的材料是铝板,而pcb板主要的材料是铜。铝基板因其PP材料

LTCC基板材料

1、陶瓷基板 现阶段较普遍的陶瓷散热基板种类共有LTCC、HTCC、DBC、DPC四种,其中HTCC属于较早期发展之技术,但由于其较高的工艺温度(1300~1600℃),使其电极材料的选择受限,且制作成本相当昂贵,这些因素促使LTCC的发展,LTCC虽然将共烧温度降至约850℃,但其尺寸精确度、产品强度等技术上的问题尚待突破。而DBC与DPC则为近几年才开发成熟,且能量产化的专业技术,但对于许多人来说,此两项专业的工艺技术仍然很陌生,甚至可能将两者误解为同样的工艺。DBC乃利用高温加热将Al2O3与Cu板结合,其技术瓶颈在于不易解决Al2O3与Cu板间微气孔产生之问题,这使得该产品的量产能量与良率受到较大的挑战,而DPC技术则是利用直接披覆技术,将Cu沉积于Al2O3基板之上,其工艺结合材料与薄膜工艺技术,其产品为近年最普遍使用的陶瓷散热基板。然而其材料控制与工艺技术整合能力要求较高,这使得跨入DPC产业并能稳定生产的技术门槛相对较高。 2、现阶段LED散热情况 LED 散热技术随着高功率LED产品的应用发展,已成为各家业者相继寻求解决的议题,而LED散热基板的选择亦随着LED之线路设计、尺寸、发光效率…等条件的不同有设计上的差异,以目前市面上最常见的可区分为(一)系统电路板,其主要是作为LED最后将热能传导到大气中、散热鳍片或外壳的散热系统,而列为系统电路板的种类包括:铝基板(MCPCB)、印刷电路板(PCB)以及软式印刷电路板(FPC)。(二)LED芯片基板,是属于LED芯片与系统电路板两者之间热能导出的媒介,并藉由共晶或覆晶与LED芯片结合。为确保LED的散热稳定与LED芯片的发光效率,近期许多以陶瓷材料作为高功率LED散热基板之应用,其种类主要包含有:低温共烧多层陶瓷(LTCC)、高温共烧多层陶瓷(HTCC)、直接接合铜基板(DBC)、直接镀铜基板(DPC)四种,以下本文将针对陶瓷LED芯片基板的种类做深入的探讨。 3.对四种陶瓷散热基板的生产流程做进一步的说明,进而更加瞭解四种陶瓷散热基板制造过程的差异。 2-1 LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramic) LTCC 又称为低温共烧多层陶瓷基板,此技术须先将无机的氧化铝粉与约30%~50%的玻璃材料加上有机黏结剂,使其混合均匀成为泥状的浆料,接着利用刮刀把浆料刮成片状,再经由一道干燥过程将片状浆料形成一片片薄薄的生胚,然后依各层的设计钻导通孔,作为各层讯号的传递,LTCC内部线路则运用网版印刷技术,分别于生胚上做填孔及印制线路,内外电极则可分别使用银、铜、金等金属,最后将各层做叠层动作,放置于850~900℃的烧结炉中烧结成型,即可完成。详细制造过程如图1 LTCC生产流程图。

各种常用金属材料及铝合金导热系数

作品编号:DG13485201600078972981 创作者:玫霸* 目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金,只有极少数是使用其他材料。事实上,铝并不是导热系数最好的金属,效果最好的是银,其次是铜,再其次才是铝。但是银的价格昂贵,不太可能拿来做散热片;铜虽笨重,但散热效果和价格上有优势,现在也逐步用来做散热片了;而铝的重量非常轻,兼顾导热性和质量轻两方面,因此,才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的,因为纯铝太达于柔软,所以都会加入少量的其他金属,铸造而成为铝合金,以获得适当的硬度,不过铝还是占了约百分之九十八左右。 导热系数的大小表明金属导热能力的大小,导热系数越大,导热热阻值相应降低,导热能力增强。在金属材料中,银的导热系数最高(表),但成本高;纯铜其次,但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5铝合金,这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足,很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高,综合运用各种导热系数高的材料,已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如,有的散热片底部采用纯铜,是为了发挥铜的导热系数大,传热量相对大的优点,而鳍片部分仍采用铝合金片,是为了加工容易,将换热面积尽可能做大,以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接,如果连接不好,接触热阻会大量产生,反而影响散热效果。 各种常用金属材料及铝合金导热系数 材料名称导热系数材料名称导热系数 银99.9% 411 W/m.K 硬铝4.5%Cu 177 W/m.K 纯铜398 W/m.K 铸铝4.5%Cu 163 W/m.K 金315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K 纯铝237 W/m.K 6061型铝合金155 W/m.K 1070型铝合金226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K 1050型铝合金209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K 6063型铝合金201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K 金和银的导热性能比较好,但缺点就是价格太高,纯铜散热效果则次之,但已经算是非常优秀的了,不过铜片也有缺点:造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的,其中铝合金的热传导能力最好,好的CPU 风冷散热器一般采用铝合金制作。

LED封装领域用陶瓷基板现状与发展简要分析(附图)

LED封装领域用陶瓷基板现状与发展简要分析(附图) 陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性,广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。本文简要介绍了目前陶瓷基板的现状与以后的发展。 1、塑料和陶瓷材料的比较 塑料尤其是环氧树脂由于比较好的经济性,至目前为止依然占据整个电子市场的统治地位,但是许多特殊领域比如高温、线膨胀系数不匹配、气密性、稳定性、机械性能等方面显然不适合,即使在环氧树脂中添加大量的有机溴化物也无济于事。 相对于塑料材料,陶瓷材料也在电子工业扮演者重要的角色,其电阻高,高频特性突出,且具有热导率高、化学稳定性佳、热稳定性和熔点高等优点。在电子线路的设计和制造非常需要这些的性能,因此陶瓷被广泛用于不同厚膜、薄膜或和电路的基板材料,还可以用作绝缘体,在热性能要求苛刻的电路中做导热通路以及用来制造各种电子元件。 2、各种陶瓷材料的比较 2.1 Al2O3 到目前为止,氧化铝基板是电子工业中最常用的基板材料,因为在机械、热、电性能上相对于大多数其他氧化物陶瓷,强度及化学稳定性高,且原料来源丰富,适用于各种各样的技术制造以及不同的形状。 2.2 BeO 具有比金属铝还高的热导率,应用于需要高热导的场合,但温度超过300℃后迅速降低,最重要的是由于其毒性限制了自身的发展。 2.3 AlN AlN有两个非常重要的性能值得注意:一个是高的热导率,一个是与Si相匹配的膨胀系数。缺点是即使在表面有非常薄的氧化层也会对热导率产生影响,只有对材料和工艺进行严格控制才能制造出一致性较好的AlN基板。目前大规模的AlN生产技术国内还是不成熟,相对于Al2O3,AlN价格相对偏高许多,这个也是制约其发展的瓶颈。综合以上原因,可以知道,氧化铝陶瓷由于比较优越的综合性能,在目前微电子、功率电子、混合微电子、功率模块等领域还是处于主导地位而被大量运用。 陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性,广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。本文简要介绍了目前陶瓷基板的现状与以后的发展。 1、塑料和陶瓷材料的比较 塑料尤其是环氧树脂由于比较好的经济性,至目前为止依然占据整个电子市场的统治地位,但是许多特殊领域比如高温、线膨胀系数不匹配、气密性、稳定性、机械性能等方面显然不适合,即使在环氧树脂中添加大量的有机溴化物也无济于事。 相对于塑料材料,陶瓷材料也在电子工业扮演者重要的角色,其电阻高,高频特性突出,且具有热导率高、化学稳定性佳、热稳定性和熔点高等优点。在电子线路的设计和制造非常需要这些的性能,因此陶瓷被广泛用于不同厚膜、薄膜或和电路的基板材料,还可以用作绝缘体,在热性能要求苛刻的电路中做导热通路以及用来制造各种电子元件。 2、各种陶瓷材料的比较 2.1 Al2O3 到目前为止,氧化铝基板是电子工业中最常用的基板材料,因为在机械、热、电性能上相对于大多数其他氧化物陶瓷,强度及化学稳定性高,且原料来源丰富,适用于各种各样的技术制造以及不同的形状。 2.2 BeO 具有比金属铝还高的热导率,应用于需要高热导的场合,但温度超过300℃后迅速降低,

铝制散热器腐蚀

铝制散热器的泄漏原因 氧化铝,通常称为“铝氧”,是一种白色无定形粉状物,俗称矾土 难溶于水的白色固体。无臭。无味。质极硬。易吸潮而不潮解。两性氧化物,能溶于无机酸和碱性溶液中,几乎不溶于水及非极性有机溶剂。相对密度(d204)4.0。熔点约2000℃。 由于材质的腐蚀原理不同,所以铝制散热器抗氧化腐蚀能力强,但却容易发生碱腐蚀和氯离子腐蚀,所以当一个供热系统的水质呈碱性(PH值高于7)、或氯离子含量较高(含盐量大)时,散热器就存在腐蚀漏水的隐患。 另外提醒消费者:由于铝合金比其他常用的金属活跃,容易产生电化学腐蚀,应避免铝合金散热器与其他材料混合安装。 《汽车用铝合金散热器穿孔泄漏原因分析》 https://www.360docs.net/doc/2f9667454.html,/Article/CJFDTotal-ZXDB201033051.htm 【摘要】:某厂铝合金汽车散热器在投入使用仅数天后,即发生穿孔泄漏现象。经过检查发现在散热器管的内表面较均匀的分布着腐蚀点,形貌上属于点腐蚀。点蚀孔及散热管内表面的能谱分析均检出有氯元素,对冷却液进行化学分析发现其氯离子含量偏高,某样品中氯离子含量甚至高达187mg/L。铝散热器的点蚀穿孔泄漏是由于使用环境介质中氯离子对铝合金材料表面钝化膜的破坏造成的;冷却液是环境介质中的氯离子的重要来源。 《铝合金散热器的腐蚀原因》 https://www.360docs.net/doc/2f9667454.html,/Article/CJFDTotal-DQGZ199904030.htm 散热器泄漏原因分析 钢、铝散热器在使用过程中出现穿孔泄漏现象,原因是多方面的,大致可分为两方面:一是散热器的加工焊结质量,二是散热器在管理不善的供热系统中运行。所谓腐蚀,是指材料与其周围环境发生的反应,而引起构件、系统发生破坏、变质

铝材散热器设计规范11

铝材散热器设计规范 热器挤压模设计 1 前言 由于铝合金型材,的导热性能较好,因此,在铝合金的挤压型材中,各种类型的散热器型材巳被广泛地应用在电器、机械等行业中。 散热器型材其结构均是由多个齿形组成,为了提高散热效率,增大散热面积,在每个齿上大都布有多个尖牙,这种结构虽然有效地提高了散热效率,改善了散热效果,增加了散热面积,但是却给型材挤压带来了很大的阻力。 对于如图1所示的每个齿形的悬臂较小、其舌比小于3的散热器型材,采用普通平模的设计结构即可实现正常的型材挤压。而对于如图2所示的带有大悬臂的散热能型材,山于其舌比大于3,采用普通的平模设计结构,在型材挤爪时极易造成模只从齿根部断裂,致使模具报废。因此,对于大悬臂的散热器型材,必须改变常用的设计方案,以避免上述断裂现象的发生。 2 截面分析 图2为某带有大悬臂的散热器型材的截面设计图。从图中可知,此散热器型材其截面外形长度为170mm,高度为45mm,设计有14个35mm高的齿形,两齿间距为1Omm,,在每个齿形的两侧布有0.5mm高,1mm间距的尖牙。从其标注的尺寸上可计算出此散热器型材悬臂处舌比为:(45-10)/(10-3):4.69>3,在各齿间存在着危险断面。特别是该截面的底部壁厚较厚(达1Omm),而齿部最薄处的壁厚仅有1.5mm,截面壁厚相差悬殊,更增大了危险断面的断裂系数。

另外,从图中的技术要求巾得知,挤压此型材的挤压筒内径仅为∮170mm,而此型材截面的外接圆直径却达∮175.8mm,大于挤压筒内径尺寸,要实现此型材的正常挤压难度极大。 纯铝散热器是最为常见的散热器。纯铝散热器制造工艺简单,成本低,目前仍然占据着相当一部分市场。最常用的加工手段是铝挤压技术。评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底部的厚度和现Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度,Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大。代表铝挤压技术越先进。 纯铜散热器 纯铝散热器是最为常见的散热器。纯铝散热器制造工艺简单,成本低,目前仍然占据着相当一部分市场。最常用的加工手段是铝挤压技术。评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底部的厚度和现Pin-Fin比,Pin是指散热片的鳍片的高度,Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大。代表铝挤压技术越先进。目前纯铝散热器的这个比值的最高的值是20。一般这个比值能达到15~17,散热器本体的品质就很不错了。Pin-Fin比高于18,则表明散热器是一款高档产品。目前处理器发热使得纯铝散热器已经很难再适应,但这只是一种观念。纯铝散热器真的不行了吗?我们将通过测试来评价这一结论。 散热片的制造工艺有很多,效果也各有千秋。其中最常见的就是铝挤压工艺(Extruded)。 铝挤压的技术相对简单,适合大批量制作散热器。

关于散热片的几种基本材质

关于散热片的几种基本材质 散热片是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置,多由铝合金,黄铜或青铜做成板状,片状,多片状等。 各种材质的散热片有各自的优缺点,我们需根据自己的情况选择不同材质的散热片。首先让我们对散热片的几种基本材质做一下了解吧。 钢制散热片: 优点:外型美观,彻底改变传统铸铁散热片粗陋的外观形象;散热片厚度变薄,厚度仅有5厘米,较少占用居室空间; 造型多样,满足现代人追求个性化的需求;色彩丰富,适应不同色彩的家居装饰风格;重量轻,水容量小,使用更加环保; 缺点:如果不采取内防腐工艺,会发生散热片腐蚀漏水。 铝制散热片: 优点:质量轻,散热快,价格比较低廉。 缺点:我国市场上销售的大部分为挤压成型的铝型材,经过焊接而成的散热片。部分厂家生产的产品焊接点强度不能保证,容易出现漏水问题。另外铝制散热片不适于碱性水质,原因:铝与水中的碱反应,繁盛碱性腐蚀,导致铝材穿孔,散热片漏水。铝制散热片造型简单,装饰性差属于低档的散热片。 铜制散热片: 优点:铜具有一般金属的强度,同时又不容易断裂、不易折断,并具有一定的抗冲击能力。铜之所以能有如此优良稳定的性能是由于铜在化学排序中的序位很低,仅高于银、铂、金,性能稳定,不易被腐蚀,不会有杂质溶入水中,能是

水保持清洁卫生。因此铜管暖气使用起安全可靠,甚至无需维护和保养。铜管在高温条件下仍能保持其形状和强度,也不会有长期老化的现象。 缺点:价格比较高。 我们在选择散热片的时候要分清材质特性,按水质选用不同的材质。专家建议:如果居住的小区为分户供暖,市场上的散热片基本都可以选用。如果为集中供暖,则水质差别较大,需要根据小区的水质来选择,比如水质含碱量高就不宜采用铝制散热片,宜选用钢制散热片。 当水中含氧量较大,就不宜选用钢制的,宜选用内层做过防腐处理的钢制散热片或者是铝制散热片等。 一般情况下铜铝符合和新型铸铁的对水质要求不高。另外,各个房间所应用的散热片材质最好是相同或者是近似的,以免发生电化学反应而腐蚀。 湖南世友采暖小编提醒您在选购散热片时,要根据房屋具体情况而定,使用什么材质的散热片,同时配合优化工作也要做好,保证安全使用提高散热片使用寿命。

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