IGBTヒートシンクルーティングに適した材料は何ですか？

ちょっと、そこ！ IGBTヒートシンクルーティングを専門とするサプライヤーとして、この仕事に最適な材料について多くの質問を受け取りました。それで、私は業界での私の経験に基づいていくつかの洞察を共有していると思いました。

基本から始めましょう。 IGBT（絶縁ゲート双極トランジスタ）は、多くのパワーエレクトロニクスアプリケーションの重要なコンポーネントです。操作中にかなりの量の熱を発生させる可能性があり、そこにヒートシンクが入ります。ヒートシンクの仕事は、その熱を放散し、IGBTを安全な動作温度に保つことです。ヒートシンクルーティングの材料の選択は、そのパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。

アルミニウム

IGBTヒートシンクルーティングに最も一般的に使用される材料の1つは、アルミニウムです。アルミニウムはいくつかの理由で最適です。まず、比較的高い熱伝導率があります。これは、IGBTから迅速かつ効率的に熱を遠ざけることができることを意味します。たとえば、最新のカスタム陽極酸化140mmヒートシンクアルミニウムで作られており、優れた熱散逸を提供するように設計されています。

アルミニウムのもう1つの利点は、その軽量性です。これは、航空宇宙や自動車の電子機器のように、体重が懸念事項であるアプリケーションで特に重要です。アルミニウムは比較的簡単に機械であるため、大量生産に効果的です。あなたはそれを、のようなさまざまなフィンデザインに簡単に形作ることができますアルミニウム押出スキーのフィンLEDライトバーヒートシンク。スキーのフィン設計により、ヒートシンクの表面積が増加し、熱伝達がさらに強化されます。

ただし、アルミニウムにはいくつかの欠点があります。それは他のいくつかの材料ほど強くないので、高応力アプリケーションでは、それは最良の選択ではないかもしれません。また、その熱伝導率は銅の熱導電率ほど高くありません。次に説明します。

銅

銅は、IGBTヒートシンクルーティングのもう1つの人気のある素材です。銅は非常に高い熱伝導率を持ち、アルミニウムよりもさらに高くなっています。これは、熱をより速く移動できることを意味し、IGBTが高電力インバーターのように大量の熱を生成するアプリケーションに最適です。

銅の高い熱伝導率により、より効率的な熱散逸が可能になり、IGBTの寿命を延ばすことができます。銅のヒートシンクは、同じレベルの熱放散を達成しながら、アルミニウムの寸法と比較して、より小さな寸法で設計することもできます。これは、スペースが制限されているアプリケーションでは大きな利点になる可能性があります。

しかし、銅には短所もあります。それはアルミニウムよりもはるかに重く、これは重量の敏感なアプリケーションの問題になる可能性があります。また、銅はアルミニウムよりも高価であり、原材料コストと機械加工コストの両方の点で。より高いコストにより、大量生産された家庭用電子機器にとって魅力が低下する可能性があります。

黒鉛

Graphiteは、IGBTヒートシンクルーティングの世界の弱者ですが、検討する価値があるユニークな特性があります。グラファイトは非常に高い平面熱伝導率を持っています。つまり、2つの寸法平面で熱を適切に伝達できることを意味します。これは、熱を広い領域に迅速に広げる必要があるアプリケーションで役立ちます。

グラファイトも軽量で、熱膨張係数が比較的低いです。これは、温度が大幅に変化する可能性のあるアプリケーションでは、広範囲の温度にわたって形状と性能を維持できることを意味します。

ただし、グラファイトは脆く、アルミニウムや銅ほど機械加工するのは簡単ではありません。また、一部のアプリケーションでの有効性を制限する可能性がある、平面の熱伝導率が低くなっています。

セラミック

セラミック材料は、一部の専門のIGBTヒートシンクルーティングアプリケーションでも使用されています。セラミックには優れた電気断熱特性があります。これは、電気分離が必要な用途での大きな利点となる可能性があります。たとえば、いくつかの高電圧電子電子機器では、セラミックヒートシンクは電気的短い回路を防ぐことができます。

セラミックはまた、優れた熱安定性を持ち、高温に耐えることができます。これにより、IGBTが厳しい熱環境で動作するアプリケーションに適しています。

しかし、セラミックは、アルミニウムや銅などの金属と比較して、熱伝導率が比較的低いです。これは、大量の熱を迅速に放散するのに効果的ではない可能性があることを意味します。セラミックは脆く、複雑な形に製造するのが難しい場合があります。

ハイブリッド材料

場合によっては、異なる材料の組み合わせを使用して、ハイブリッドヒートシンクを作成できます。たとえば、ヒートシンクは、軽量とコストの効果的な熱散逸のために、IGBTおよびアルミニウムフィンからの高速熱伝達のための銅ベースを持つことができます。このようにして、各素材の最良の特性を利用しながら、それらの欠点を最小限に抑えることができます。

ハイブリッド材料は、さまざまなアプリケーションの特定の要件を満たすようにカスタマイズできます。たとえば、高熱散逸と低重量の両方が重要なアプリケーションでは、ハイブリッドヒートシンクが完璧な解決策になる可能性があります。

結論

したがって、ご覧のとおり、IGBTヒートシンクルーティングに適した材料に対するすべての答え - サイズ - 適合 - すべての答えはありません。選択は、IGBTによって発生する熱量、アプリケーションの重量と空間の制約、コスト、電気分離要件など、さまざまな要因に依存します。

IGBTヒートシンクの市場にいて、特定のアプリケーションに適した材料を選択するのに役立つ場合は、お気軽にご連絡ください。私たちは、あなたに最高のソリューションを提供するための専門知識と経験を持っています。あなたが必要かどうか最新のカスタム陽極酸化140mmヒートシンク、anアルミニウム押出スキーのフィンLEDライトバーヒートシンク、または押し出されたアルミニウムLEDランプヒートシンク、私たちはあなたと協力して完璧なフィット感を見つけることができます。

IGBTヒートシンクルーティングのニーズについての会話を開始するには、今日お問い合わせください。私たちはあなたが正しい選択をし、あなたのパワーエレクトロニクスの最適なパフォーマンスを確保するのを手伝うためにここにいます。

参照

• ASMハンドブックボリューム1：プロパティと選択：アイアン、鋼、および高パフォーマンス合金
• デビッドG.サイモンズによる電子機器のためのサーマルデザインハンドブック