押出ヒートシンクについて: 知っておくべきことすべて

押出金属ヒートシンクは最もコストが低く、電子熱管理に最も広く使用されているヒートシンクです。押出成形ヒートシンクは手頃な価格であることに加えて、軽量であるため、 簡単に 寸法や形状に合わせてカットでき、放熱性にも優れています。

押出ヒートシンクの材質

ほとんどの押出成形ヒートシンクは、主に 6000 合金ファミリーのアルミニウム合金で作られており、アルミニウムが大半を占めているため、通常、押出成形ヒートシンクを次のように呼んでいます。 アルミ押出ヒートシンク。マグネシウムやシリコンなど、微量の他の元素も添加されています。これらの合金は、押し出しや機械加工が容易で、溶接可能で、硬化可能です。

押出成形ヒートシンクに使用される標準合金は 6063 金属です。これらは複雑な形状に押し出すことができ、非常に滑らかな表面を持ちます。アルミニウム6061も押出成形に使用されます。その引張強度 (最大 240 MPa) は、6063 合金の引張強度 (最大 186 MPa) よりも優れています。

これらの金属の表面を陽極酸化して、自然に発生する酸化アルミニウム表面層を置き換えることができます。陽極酸化処理により、熱伝導性、耐食性が向上し、プライマーの接着力が向上します。これは、表面放射率、耐腐食性、耐摩耗性、電気絶縁性を向上させる電気化学プロセスです。

押出ヒートシンクの押出加工.

アルミニウム合金は、延性と成形性を備えているため、ヒートシンクとして人気があります。機械加工が容易で、わずか 3 分の 1 です。 密度 鋼のように。これにより、他の材料よりも低コストで、より堅牢でより安定した押出成形品が得られます。

アルミニウム押出プロセスは、ラジエーターのプロファイルを成形するために使用される金型の設計と製造から始まります。この操作の後、円筒形のアルミニウム ビレットは、鍛冶場で高温、通常は 800 ～ 925°F (427 ～ 496°C) まで加熱されます。次に、アルミニウムが機械に付着するのを防ぐために、アルミニウムに潤滑剤が加えられます。次に、それをローダーに置き、プランジャーで圧力を加えて、加熱されたアルミニウムを金型に押し込みます。

このプロセス中に、酸化を防ぐために窒素が添加されます。押し出された部品はダイを通過して反対側に進みます。型の開口部の形状に合わせて伸ばしていきます。次いで、完成した押出成形品を冷却し、必要に応じて真っ直ぐにし、硬化させて最終製品を得る。

アルミニウム押出ヒートシンクは、必要な長さに切断、穴あけ、機械加工し、エージング処理を施すことができます。完成したアルミニウム押出ヒートシンクは、通常、熱性能を向上させるために陽極酸化処理された表面と、腐食防止を提供するクロム酸塩仕上げが施されています。

押し出し成形されたラジエータープロファイル

押し出し成形されたラジエーターのプロファイルは、単純な平らなバックフィン構造から、冷却を最適化するための複雑な形状まで多岐にわたります。ファンまたは送風機を追加して、自然 (パッシブ) または強制対流 (アクティブ) に使用できます。押し出しには、独自の形状や溝パターンを含めることもできます。

押出成形品は 8 フィートなどのバルク長もご用意しており、お客様の要件に合わせて長さに切断できます。

優れた熱性能

6063 アルミニウム合金の熱伝導率は 201 ～ 218 W/(mK) です。より高い引張強度の 6061 アルミニウムの熱伝導率範囲は 151 ～ 202 W/(mK) です。

押し出しヒートシンクは非常に薄く設計できるため、他のヒートシンクよりも多くのヒートシンクを使用できます。約 8:1 のアスペクト比で押し出すことができるため、ラジエーターのパフォーマンスを大幅に最適化できます。ヒートシンクのアスペクト比は、フィンの高さとフィン間の距離を比較します。

一般的なヒートシンクでは、アスペクト比は 3:1 ～ 5:1 の間です。高アスペクト比のヒートシンクには、フィン間の距離が短く、背の高いフィンがあり、その比は 8:1 ～ 16:1 以上になることがあります。

その結果、高アスペクト比のヒートシンクは、一般的なサイズのヒートシンクよりも所定の設置面積に対してヒートシンクの密度が高くなります。最も重要な利点は、追加のヒートシンクによる熱表面積の増加です。これは、同じスペース内のより多くのヒートシンク、より多くの熱放散領域、したがってより良い熱放散に相当します。

押出成形ヒートシンクの用途

押出成形ヒートシンクを半導体デバイスの放熱に使用すると、半導体デバイスが最高レベルで動作できるようになります。このような半導体デバイスには、RF パワー トランジスタ、RF パワー アンプ、MOSFET、IGBT、インバータ パワー モジュール、およびサイリスタ モジュールが含まれます (ただし、これらに限定されません)。

一部の電力変換回路アプリケーションでは、大型ダイオード、整流器、ダイオード モジュール、さらには高電力抵抗器 (厚膜など) も、押し出し成形されたヒートシンクとの熱接触が必要な場合があります。DC-DC パワーコンバーターおよびパワーモジュールの冷却用に、フルブリック、ハーフブリック、クォーターブリック、および 1/8 ブリックのサイズで押出成形ヒートシンクが用意されています。

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