电子设备中应用的冷板制造技术

本期给大家带来的是关于电子设备中应用的冷板制造技术研究内容，希望对大家有帮助。

电子器件热管理中最重要的规则是设计冷却系统，以使器件结温度保持在一个称为最高结温度的设定限值以下。

研究表明，结温度每降低10ºC，该器件的预期寿命将增加一倍。冷却装置最常见和最经济的方法是空气冷却。

然而，为了处理日益放大的排热问题，越来越多的工程师开始转向液体冷却。液体冷却被定义为一种单相液体，机械泵入冷板，其中流体吸收热量。

然后液体通过液体空气/液体热交换器，在那里将热量倾倒到另一种流体，通常是水或空气。

图1显示了一个以环境空气作为最终散热器的强制液体冷却系统的例子。

冷板一般是由铜制成的。铜具有优异的导热系数，温度为398 W/m*K，但其成本明显高于铝，并且对于相同体积的有更高的重量。

液体冷板一般可以分为两种类型，一种使用离散的管道组件，另一种具有内部流体通道结构。

使用离散管组件的优点是具有已知的物理参数，特别是材料、回火、强度、壁厚，通常有大量现成的商业配件，可应用于冷板的进出端口。

最常用的是铜管，它提供低成本，广泛的流体兼容性，很容易形成，并提供低成本的配件，可以焊接或卷曲到铜管上。

内部流体通道的构建通常要昂贵得多，并且在选择冷却流体时必须小心，但在某些应用中可以提供改进的温度。

离散管冷板

带有管组件的冷管道的好处是使冷却液体通过已知强度的管道，这消除了任何内部泄漏的可能性，这总是内部流体冷板的一个问题。

此外，铜管可以用于铝冷板，节省了重量，大大提高了耐腐蚀性。盘子上吸附：这个过程在今天很少使用。这是将管放在平板上的地方，可以焊接或焊接到平板上。

这要求冷板足够厚，以便于将其固定螺栓在一起的螺栓或螺丝。如果有垫片，必须接受两侧相互热隔离（垫片是良好的绝缘体），并且部件有足够的固有强度可以螺栓连接在一起。

焊接：冷板边用焊料固定在一起，通常熔点为400ºC。焊料还为油管提供了一个冶金接头。

内部流体路径冷板

钎焊：有三种常见的钎焊板，真空、浸渍和控制气氛。所有内部流体路径冷板都需要进行仔细的压力测试，以确保部件完全密封。

通常无法检测到冷却板内的内部冷却液泄漏，在热设计中应允许一定程度的内部泄漏。

真空钎焊：对冷板半部进行机械加工，然后在中间装配钎焊板（类似于焊料预制板）。然后零件加热到1100ºC左右的熔点，钎焊融化，零件冷却。

真空意味着没有空气或污染物将被捕获，并制造一个固体冶金接头。然而，金属现在非常软，通常在烤箱中扭曲；零件必须拉直并拉回硬度。

这意味着零件需要在所有这些过程之后进行最终加工，基本上是双加工。

零件可以是非常薄的墙壁，这在对重量要求很高的应用中很好，比如飞机零件。最大的缺点是，这是一个非常昂贵的过程，受可以安装到烤箱的零件数量的限制（可以有一个12小时的周期），需要多个加工步骤。

浸钎焊：零件用钎焊板组装，1100ºC浸入熔盐组装。铝在熔融盐中具有接近中性的浮力，所以这些部件在高温下不会下垂。一旦部件被收回，盐结晶，必须冲洗出散热器、油管、精细特征和翅片间距。

通常，盐不能被洗掉。零件发软，必须回收。与真空钎焊类似，制造了一个坚固的冶金接头，但嵌入的盐袋被困在接头内。在高湿度环境中（如海军），通常不允许浸钎焊。

受控气氛：零部件用钎焊板组装，在惰性气氛中加热，然后冷却。这就是铝制汽车散热器在运输线上的制造方式。

巨大的体积和薄壁部件，这些都是低成本的。大多数冷板都有沉重的外壳，用于散热和部分安装，而不是所需的体积。

深钻：深钻零件，其过程类似于枪钻，允许固体零件增加简单的冷却通道。

通道通常呈直角，由于90度接头，会有更高的流体背压，但在不需要高性能冷却的情况下；它们可以是一个高强度的解决方案。

本文概述了两种主要的冷板类型：离散管和内部流体；在此过程中，深入研究它们各自的制造技术。此外，还强调了一些典型的工业冷板应用。

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