Korkeataajuinen induktiojuotto jäähdytyselementtien valmistukseen

Korkeataajuinen induktiojuotto jäähdytyslevyjen valmistukseen

Kun elektronisista laitteista tulee entistä tehokkaampia ja kompaktimpia, jäähdytyselementtien valmistajien on tehtävä muutakin kuin vain lisättävä jäähdytyselementin kokoa. Rivien rakenne, pohjamateriaali, evien tiheys ja tapa, jolla evät on liitetty alustaan, voivat kaikki vaikuttaa yleiseen lämmönhallintaan.

Joissakin jäähdytyselementtimalleissa, erityisesti sidottuissa rivoissa ja tietyissä kupari-alumiinikokoonpanoissa, juottaminen tarjoaa luotettavan tavan liittää erillisiä metalliosia.

Yksi paikalliseen lämmitykseen käytetyistä liitosmenetelmistä onkorkeataajuinen induktiojuotto. Se käyttää sähkömagneettista induktiota lämmittääkseen liitosalueen nopeasti ja paikallisesti, jolloin juotettava täytemetalli voi muodostaa liitoksen komponenttien välille.

Jäähdytyslevyn valmistuksessa induktiojuotoksen arvo ei ole pelkästään se, että se yhdistää kaksi metalliosaa. Prosessi voi myös tukea suuritiheyksisiä riparakenteita, erilaisia ​​materiaaliyhdistelmiä ja ohuiden metalliosien hallittua liittämistä.

Mikä on korkeataajuinen induktiojuotto?

Korkeataajuinen induktiojuotto on metallien liitosprosessi, joka käyttää vaihtuvaa sähkömagneettista kenttää lämmön tuottamiseksi johtavaan työkappaleeseen.

Toisin kuin perinteinen liekkilämmitys, lämpöä syntyy metallin sisällä sähkömagneettisen induktion avulla. Induktiokela sijoitetaan lämmitettävän alueen ympärille tai lähelle. Kun korkeataajuinen sähkövirta kulkee kelan läpi, se tuottaa vaihtuvan magneettikentän. Tämä kenttä indusoi sähkövirtoja metalliin, mikä tuottaa lämpöä työkappaleeseen.

Juotuksessa perusmateriaalit eivät yleensä sula. Sen sijaan liitos kuumennetaan lämpötilaan, jossa juotostäytemetalli sulaa ja virtaa saumaan. Jäähtymisen jälkeen täytemetalli muodostaa metallurgisen liitoksen komponenttien välille.

Perusprosessia voidaan yksinkertaistaa seuraavasti:

Induktiokela → Sähkömagneettinen kenttä → Paikallinen lämmitys → Täytemetallisulat → Sauman täyttö → Jäähdytys ja jähmettyminen

Todellinen taajuus, teho, käämin rakenne, lämmitysaika, liitosvälys ja materiaaliyhdistelmä on valittava tietyn komponentin mukaan.

Tämä on erityisen tärkeää jäähdytyslevyille, koska monissa malleissa käytetään ohuita ripoja, kapeita rakoja ja suhteellisen suuria ripojen ja pohjan välisiä suhteita.

Miksi juottaminen on tärkeää jäähdytyslevyn valmistuksessa?

Jäähdytyslevy ei vaadi vain suurta pinta-alaa. Lämmön on myös kuljetettava tehokkaasti lämmönlähteestä jäähdytyselementin alustaan ​​ja sitten ripoihin.

Liimatun jäähdytyslevyn lämpötietä voidaan yksinkertaistaa seuraavasti:

Lämmönlähde → Jäähdytyselementin pohja → Juotosliitos → Fin → Ilma

Evan ja pohjan välinen liitos tulee siksi osaksi lämpöpolkua.

Jos erilliset rivat kootaan mekaanisesti, mutta evän ja alustan välinen lämpöyhteys on huono, rajapinta voi vaikuttaa lämmönsiirtotiehen.

Tämä on yksi syy siihen, miksi AWIND käyttää useita liitostekniikoita sidotuissa ripajäähdytyslevyissä, mukaan lukien lämpöepoksiliittäminen, juottaminen ja juottaminen. AWINDin sidottuissa ripakokoonpanoissa käytetään yksilöllisesti valmistettuja ripoja, jotka on työnnetty alumiini- tai kuparipohjan uriin.

Sopiva liitosmenetelmä riippuu materiaalista, rakenteesta, lämpövaatimuksista, tuotantomäärästä ja sovelluksesta.

Korkeataajuinen juotos liimattuihin jäähdytyslevyihin

Liimattu ripajäähdytyselementti koostuu yksittäisistä ripoista, jotka on koottu alustaksi sen sijaan, että ne olisi muodostettu yhtenä jatkuvana materiaalikappaleena.

Tämä rakenne antaa suunnittelijoille enemmän joustavuutta evien korkeudessa, paksuudessa, välissä ja materiaalin valinnassa.

AWINDin sidottuissa ripajäähdytyslevyissä voidaan käyttää alumiini- tai kuparipohjaa, kun taas rivat voidaan valmistaa alumiini- tai kuparilevymateriaalista. Rivat työnnetään koneistettuihin tai suulakepuristettuihin uriin ja ne voidaan sitten yhdistää juottamalla, juottamalla tai lämpöepoksilla.

Sovelluksissa, joissa tarvitaan metalli-metalli-liitäntää, juottaminen voidaan valita osaksi valmistusprosessia.

Miksi käyttää korkeataajuista induktiojuottoa jäähdytyselementeissä?

1. Paikallinen lämmitys

Yksi induktiolämmityksen pääominaisuuksista on, että lämmitysalue voidaan keskittää liitoksen ympärille.

Tämä on hyödyllistä, kun vain tietty osa jäähdytyslevystä on juotettava.

Ohuilla rivoilla varustetuissa jäähdytyselementeissä koko kokoonpanon tarpeeton kuumennus voi lisätä vääristymien tai muiden lämpövaikutusten riskiä. Oikein suunnitellulla induktiojärjestelmällä lämmöntuotto voidaan keskittää vaaditun liitosalueen ympärille.

Todellinen lämmityskuvio riippuu taajuudesta, käämin geometriasta, materiaalista, komponenttien paksuudesta ja prosessiparametreista.

2. Nopea ja toistuva lämmitys

Induktiolämmitys tuottaa lämpöä suoraan johtavaan työkappaleeseen sen sijaan, että se siirtäisi lämpöä ulkoisesta liekistä tai lämmityselementistä.

Tämä voi lämmittää vaaditun alueen nopeasti ja tekee prosessista sopivan toistuvaan tuotantoon, kun prosessiparametreja ohjataan oikein.

Lämmitysnopeutta ei kuitenkaan pidä käsitellä kaikkien jäähdytyselementtien kiinteänä arvona.

Pieni alumiinilamellikokoonpano ja suuri kupari-alumiinijäähdytyselementti vaativat erilaisia ​​prosessiolosuhteita. Taajuus, teho, käämin rakenne, liitosgeometria ja kuumennusaika on kehitettävä tietylle tuotteelle.

3. Soveltuu ohuille evärakenteille

Tehokkaat ilmajäähdytteiset jäähdytyslevyt käyttävät usein ohuita ja lähekkäin sijoitettuja ripoja lisäämään käytettävissä olevaa lämmönsiirtoaluetta rajoitetun jalanjäljen sisällä.

AWINDin sidottuissa ripajäähdytyselementeissä voidaan käyttää ripojen paksuutta 0,2 - 2,0 mm, ja ripojen vähimmäisväli on 0,5 mm.

Näissä rakenteissa liitosprosessin on tarjottava riittävä liitos ja samalla minimoitava ympäröivän rakenteen tarpeeton lämpöaltistus.

Tässä paikallinen lämmitysprosessi voi olla hyödyllinen.

4. Tukee erilaisia ​​materiaaliyhdistelmiä

Jäähdytyslevyt voivat käyttää alumiinia, kuparia tai näiden yhdistelmää.

Alumiinia käytetään laajalti sen suhteellisen alhaisen tiheyden ja hyvän lämmönjohtavuuden vuoksi, kun taas kupari tarjoaa korkeamman lämmönjohtavuuden ja voi olla hyödyllinen alueilla, joilla lämmön leviäminen on tärkeää.

AWIND valmistaa alumiinin ja kuparin yhdistelmiä käyttäviä lamellijäähdytyslevyjä, mukaan lukien kuparirivat, jotka on koottu alumiinipohjaan.

Kun eri metalleja yhdistetään, prosessi kuitenkin muuttuu vaativammaksi. Materiaaliyhdistelmä, pinnan kunto, täytemetalli, sauman välys, lämpötila ja kuumennusjakso on otettava huomioon.

Siksi suurtaajuista induktiojuottoa ei pidä pitää yleisratkaisuna jokaiselle kupari-alumiinijäähdytyslevylle. Se on valmistusvaihtoehto, joka on sovitettava tiettyyn suunnitteluun.

Korkean taajuuden juottaminen ja vetoketjulliset jäähdytyselementit

Toinen jäähdytyselementtirakenne, joka liittyy läheisesti suuritiheyksisten evien valmistukseen, onjäähdytyselementti vetoketjulla.

Toisin kuin sidottu eväjäähdytyslevy, vetoketjuripapino on valmistettu yksittäisistä peltirivoista, jotka on meistetty, taitettu ja lukittu mekaanisesti yhteen.

AWINDin vetoketjuripaprosessissa käytetään erikoissuunniteltuja leimattuja eviä, joissa on lukitusominaisuudet muodostamaan tiheän ja yhdensuuntaisen evärakenteen. Rivat voidaan valmistaa materiaaleista, kuten AL 1100, AL 1050 ja Copper 1100.

Vetoketjurakenne luo myös suhteellisen leveämmän liitosalueen evien alaosaan. Tämä auttaa tarjoamaan käytännöllisen rajapinnan eväkokoonpanon ja lämpöä absorboivan alustan välille.

Riippuen materiaalista ja lopullisesta kokoonpanosuunnittelusta, ripapino voi sitten vaatia lisäliitosprosessia, kuten juottamista.

Tyypillinen suurtaajuusjuottoprosessi jäähdytyslevylle

Tarkka valmistusprosessi riippuu jäähdytyselementin suunnittelusta, mutta tyypillinen prosessi voi sisältää seuraavat vaiheet.

Vaihe 1: Valmistele komponentit

Pohja ja rivat valmistetaan vaadittujen mittojen ja materiaalierien mukaan.

Liimattujen ripajäähdytyslevyjen pohja voidaan työstää tai puristaa, kun taas rivat voidaan meistaa alumiini- tai kuparilevystä.

Vaihe 2: Kokoa evät

Rivat sijoitetaan jäähdytyslevyn pohjan uriin tai suunniteltuun liitosalueeseen.

Kokoonpanon on säilytettävä vaadittu eväväli, kohdistus ja liitosvälys.

Vaihe 3: Levitä juotostäytemetalli

Sopiva juotostäytemetalli sijoitetaan liitokseen valitun juotosmenetelmän ja materiaaliyhdistelmän mukaan.

Täytemetallin tulee olla yhteensopiva perusmateriaalien ja vaadittujen liitosominaisuuksien kanssa.

Vaihe 4: Induktiolämmitys

Kokoonpano on sijoitettu suhteessa induktiokelaan.

Korkeataajuinen sähköenergia synnyttää sähkömagneettisen kentän, joka saa aikaan metallin kuumenemisen liitoksen ympärillä.

Prosessiparametreja ohjataan tietyn jäähdytyselementin rakenteen mukaan.

Vaihe 5: Juotos ja jäähdytys

Kun vaadittu juotoslämpötila saavutetaan, täytemetalli sulaa ja virtaa saumaan.

Lämmitysjakson jälkeen kokoonpanon annetaan jäähtyä kontrolloiduissa olosuhteissa.

Vaihe 6: Tarkastus

Valmiista jäähdytyselementistä voidaan sitten tarkastaa ripojen kohdistus, ulkonäkö, mittatarkkuus, sauman laatu ja muut asiakaskohtaiset vaatimukset.

Tuotantoosien tarkastusmenetelmä tulee valita tuotesuunnittelun ja laatuvaatimusten mukaan sen sijaan, että jokaiseen jäähdytyselementtiin sovellettaisiin samaa tarkastusmenettelyä.

[Lisää todelliset prosessikuvasi tähän]

Suosittelen laittamista3–4 aitoa kuvaa peräkkäintässä:

Rivien valmistelu → Kokoaminen → Suurtaajuusjuotto → Valmis jäähdytyslevy

Tämä on paljon vahvempi kuin 500 selityssanan lisääminen.

Suurtaajuusjuotto vs. muut jäähdytyslevyliitosmenetelmät

Ei ole olemassa yhtä liitosprosessia, joka sopisi jokaiselle jäähdytyslevylle.

AWIND toimii erilaisten jäähdytyselementtien valmistusteknologioiden kanssa, mukaan lukien sidotut evät, vetoketjurivat, halkaisijarivat, taitetut rivat, ekstruusio, lämpöputket ja muut lämmönhallintarakenteet.

Liitosmenetelmä tulee siksi valita tuotteen eikä itse prosessin mukaan.

Tärkeä kysymys ei ole yksinkertainen"Mikä prosessi on vahvin?"

Se on:

Mikä liitosprosessi tarjoaa vaaditun lämpö-, mekaanisen, mitta- ja tuotantosuorituskyvyn tälle jäähdytyslevylle?

Milloin kannattaa harkita suurtaajuusjuottoa jäähdytyslevylle?

Korkeataajuinen induktiojuotto voi olla harkitsemisen arvoista, kun jäähdytyselementti vaatii:

Erilliset evät yhdistetty metallipohjaan

Paikallinen lämmitys tietyn liitoksen ympärillä

Ohuet tai tiheät evät rakenteet

Kupari-, alumiini- tai valikoidut erilaiset metallikokoonpanot

Toistettavat tuotantoprosessit

Metalli-metalli-liitosmenetelmä liimaliitoksen sijaan

Lopullinen prosessi on kuitenkin vahvistettava teknisen arvioinnin ja näytetestien avulla.

Oikea valinta riippuu lämpökuormasta, pohja- ja ripamateriaaleista, ripojen geometriasta, tarvittavasta lämpöresistanssista, mittarajoituksista, tuotantomäärästä ja liitosvaatimuksista.

AWIND Jäähdytyslevyjen valmistus

AWIND on lämmönhallintavalmistaja, jolla on yli 20 vuoden kokemus lämmönpoistoratkaisuista ja tilauksesta.

Jäähdytyselementtiominaisuuksiimme kuuluvat mmsidotut ripajäähdytyslevyt, vetoketjulliset jäähdytyslevyt, liukuvat jäähdytyslevyt, taitetut jäähdytyslevyt, alumiiniset ekstruusiojäähdytyslevyt, lämpöputkien jäähdytyslevyt, höyrykammioratkaisut ja nestejäähdytyslevyt.

Liimattujen ripajäähdytyslevyjen kanssa AWIND voi työskennellä alumiini- ja kuparimateriaalien ja erilaisten liitostekniikoiden kanssa, mukaan lukien juottaminen, juottaminen ja lämpöepoksiliitos.

Sen sijaan, että valitsemme ensin valmistusprosessin, voimme arvioida jäähdytyselementin rakenteen, materiaaliyhdistelmän, lämpövaatimukset ja käytettävissä olevan asennustilan sopivan valmistusreitin määrittämiseksi.

Jos olet kehittämässä aräätälöity lamellijäähdytyselementti, vetoketjullinen jäähdytyselementti tai kupari-alumiininen jäähdytyselementti, voit toimittaa meille lämpövaatimukset, piirustukset, mitat tai olemassa olevan näytteen. Suunnittelutiimimme voi auttaa arvioimaan rakennetta ja valmistusprosessia.

Ota yhteyttä AWINDiin räätälöityä jäähdytyslevyratkaisua varten.