雙面散熱技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
雙面散熱技術的實例教程
雖然引線鍵合在技術上有一些改進，包括使用Cu或Al帶狀線鍵合取代Al，但由于連接點處的熱應力較高，連接強度相對較低，引線鍵合仍然是電源模塊可靠性中最薄弱的環節。引鍵合方法也是寄生損耗的主要來源。更重要的是，線鍵的存在阻止了功率半導體器件頂部散熱的可能性。
雙面散熱——優勢&發展
以擺脫作為互連方法的線鍵合，引入替代互連技術，功率半導體器件通過焊料或燒結直接連接到銅導體上，以便熱量可以通過功率半導體器件的兩側消散和傳遞。由于消除了線鍵，功率半導體器件頂部的附加路徑使兩條平行冷卻路徑成為可能，從而形成雙面冷卻功率模塊，近幾年對功率模塊雙面冷卻的研究也越來越多。和單面結構散熱結構相比，雙面冷卻結構在功率芯片的兩側均焊接有絕緣導熱基板，功率端子全部與絕緣導熱基板相連，絕緣導熱基板的外側安裝有散熱器。這種設計可以提供更好的傳熱，并大大降低有效溫度。理論上，雙面冷卻可使裝置與冷卻劑之間的Rth降低50%。
與單面冷卻電源模塊相比，雙面冷卻功率模塊的
優勢包括：
1）改進的熱性能將減少功率模塊內的溫度波動和熱應力。
2）消除線鍵也消除了傳統電源模塊封裝中的主要故障模式之一，因此，雙面冷卻模塊的功率循環能力和可靠性已被證明比單面冷卻模塊提高了一個數級，從而延長了使用壽命。
3）提高了電源模塊的電氣性能。雙面冷卻封裝需要平面電源封裝，從而使電流環路面積最小化。
展開 由于各種材料的限制，硅基功率器件在許多方面已經達到其材料的理論極限，目前所存在的功率模塊封裝技術大部分都是 為硅基功率模塊設計，將其直接應用于 SiC 功率模塊，會出現使用頻率、散熱、可靠性等多方面帶來的新挑戰。本文從熱角度分析 SiC 技術設計方案的關鍵影響因素，這為發展針對 SiC 器件工作特點的高可靠互連封裝技術提供參考依據。
二、 仿真模擬模型
2.1 SiC 雙面散熱功率模塊模型假設和簡化
雙面散熱功率模塊的主要結構包括 SiC 芯片、二極管芯片、燒結銀焊層、DBC 基 板（包括上銅層、氮化鋁陶瓷層與下銅層）、陶瓷層及填充介電層，功率模塊實際示意 圖如圖 1 所示。對模型進行假設和簡化：功率模塊中的各層材料和結構均為各向同性的均勻層狀結構；忽略外殼模型的建立；仿真建模時只建立了包含單個 SiC 芯片和單個二極管的有限元模型；對芯片與二極管之間的鋁鍵合線等進行了省略，只對整個模型的 一半進行構建，對模型進行切分并賦予材料。
圖1 雙面散熱功率模塊實際示意圖
2.2 SiC 雙面散熱功率模塊有限元模型的網格劃分與收斂性分析
單元類型為 Thermal Solid 8node 70 單元。在芯片和燒結銀焊層位置適當的將網格單 元密度增大，其余位置適當降低網格密度。
展開 然后繼續按上述方法施焊，便可完成兩點法單面焊雙面成形的焊縫。
（2）一點法的操作要點 一點法建立與第一個熔池的方法相同。施焊時應使電弧同時熔化焊件坡口聽兩側鈍邊，聽到“噗”聲后，果斷滅弧。為防止一點擊穿焊接過程中產生縮孔，應使滅弧頻率保持在50～60次/min。
3. 連弧焊法的技巧
連弧焊法是在焊接過程中電弧連續燃燒，不熄滅，采取較小的坡口鈍邊間隙，選用較小的焊接電流，始終保持短弧連續施焊的一種單面焊雙面成形技術。
基本操作要點：引弧后先將電弧壓縮到最低程度，并在施焊處以小齒距的鋸齒形運條組作橫向擺動，對焊件進行加熱。當坡口根部產生“出汗”現象時，盡力將焊條往根部送下做一個擊穿動作，待聽到“噗”的一聲形成熔孔后，迅速將電弧移到任一坡口面，隨后在坡口間以一定的焊條傾角做微小擺動，時間約為2s，使電弧將坡口根部兩側各熔化1.5mm左右，然后將焊條提起1～2mm，以小齒距的鋸齒形運條作橫向擺動，使電弧邊熔化熔孔前沿，邊向前施焊。施焊時一定要將焊條中心對準熔池的前沿與母材交界處，使每個新熔池與前一個熔池相重疊。
收弧時，緩慢地把焊條向熔池后方的左側或右側帶一下，隨后將焊條提起收弧。接頭時，先在距弧坑10～15mm處引弧，以正常運條速度運至弧坑的1/2處，將焊條下壓，待聽到“噗”的一聲賓，就做1～2s的微小擺動，然后將焊條進起1～2mm，使其在熔化前沿的同時向前運條施焊。
連續焊法的施焊過程中，由于采用了較小的根部間隙與焊接參數，并在短弧條件下有規則地進行焊條擺動，因而可造成熔滴向熔池均勻過渡的良好條件，使焊道始終處于緩慢加熱和冷卻的狀態，這樣不但能獲得溫度均勻分布的焊縫和熱影響區，而且還能得到成形整齊、表面細密的背面焊道，因此連弧焊法是一種能保證焊縫具有良好力學性能和內在質量的單面焊雙面成形操作技術。
展開 單面焊雙面成形技術是焊條電弧難度較大的一種操作技術，熟練掌握操作要領和技巧才能保證焊出內外質量合格的焊縫與試件。
以斷弧焊為例，要掌握好焊條電弧焊單面焊雙面成形操作技術，必須熟練掌握 五種要領 ，具體內容：看、聽、準、短、控。還應學會 六種技巧 具體內容：點固，起頭，運條，收弧，接頭，收口。
一、五要領
1、看
焊接過程中，認真觀察熔池的形狀，熔化的大小及鐵液與熔渣的分離情況，還應注意觀察焊接過程是否正常（如偏弧、極性正確與否等），熔池一般保持橢圓形為宜（圓形時溫度已高），熔孔大小以電弧將兩側鈍邊完全熔化并深入每側0.5-1㎜為好，熔孔過大時，背面焊縫余高過高，易形成焊瘤或燒穿。熔孔過小時，容易出現未焊透或冷接現象（彎曲時易裂開）焊接時一定要保持熔池清晰，熔渣與鐵夜要分開，否則易產生未焊透及夾渣等缺陷，當焊條接過程中出現偏弧及飛濺過大時，應立即停焊，查明原因，采取對策。
2、聽
焊接時要注意聽電弧擊穿坡口鈍邊時發出的 噗噗 聲，沒有這種聲音，表明坡口鈍邊未被電弧擊穿，如繼續向前焊接，則會適成未焊透，熔合不良缺陷。
3、準
送給鐵液的位置和運條的間距要準確，并使每個熔池與前面熔池重疊2/3，保持電弧1/3部分在溶池前方，用以加熱和擊穿坡口鈍邊，只有送給鐵液的位置準確，運條的間距均勻，才能使焊縫正反面形均勻、整齊、美觀。
4、短
短有2層意思，一是指滅弧與重新引燃電弧的時間間隔要短，就是說每次引弧時間要選在熔池處在半凝固熔化的狀態下（通過護目玻璃能看到黃亮時），對于兩點擊穿法，滅弧頻率大體上50～60次/㏕為宜，如果間隔時間過長，熔池溫度過低，熔池存在的時間較短，冶金反應不充分，容易造成夾渣、氣孔等缺陷。時間間隔過短，溶池溫度過高，會使背面焊縫余高過大，甚至出現焊瘤或燒穿；二是指焊接時電弧要短，焊接時電弧長度等于焊條直徑為宜。
展開 來源 | 金融界，國家知識產權局
2023年12月16日消息，據國家知識產權局公告，深圳市英維克科技股份有限公司申請一項名為“一種相變風冷散熱裝置“，公開號CN117239280A，申請日期為2023年10月。
專利摘要顯示，本發明公開了一種相變風冷散熱裝置，包括散熱基板、換熱器、回流管和出氣管，所述出氣管連通在所述散熱基板的氣體出氣口和所述換熱器的氣體進口之間，所述回流管連通在所述換熱器的液體出口和所述散熱基板的液體回流口之間；所述散熱基板至少一側邊沿設置有所述氣體出口以及所述液體回流口。在該相變風冷散熱裝置中，通過蒸發進行散熱，散熱效率高，而且可以實現自循環，降低能耗。另外，在散熱基板至少一側邊沿同時設置有氣體出口以及液體回流口，利于回流的液體受熱后盡快排出，可以提高排熱效率。綜上所述，該相變風冷散熱裝置能夠有效地解決散熱裝置散熱效果不好的問題。
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展會核心信息
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來源 | 北大南昌院
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電子技術快速迭代進步，芯片、器件和電子設備等向微型化、高性能化、集成化及多功能等方向發展，功率密度和發熱量急劇攀高。在新質生產力發展背景下，電力電子、半導體、通信、新能源、汽車、綠色建筑等行業迫切的節能環保需求；消費電子、功率器件、5G、人工智能、XR、數據中心、物聯網、動力電池、儲能、工業4.0等領域技術的創新應用，都積極推動了高效的熱管理材料技術和創新性解決方案的發展
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6月3日下午，由[DT新材料]聯合[廣東灣區智能終端工業設計研究院有限公司（以下簡稱研究院）]共同組織的iTherMTalks第6期線下主題沙龍——數據中心智能硬件熱管理——在研究院成功舉辦。20多位行業專家及企業代表齊聚一堂，就數據中心中服務器等智能硬件的新近發展趨勢和熱管理解決方案進行深入交流和探討。
本次沙龍活動伊始，研究院盧煥瑜部長對大家的到來表示了熱烈歡迎
前言
在對于部分室內布局設計而言我們需要考慮到室內的空氣流通問題，當然了對于數據中心機房而言，電子信息設備在運行過程中產生大量熱，這些熱量如果不能及時排除，將導致機柜或主機房內溫度升高，過高的溫度將使電子元器件性能劣化、出現故障，或者降低使用壽命。此外，制冷系統投資較大、能耗較高，運行維護復雜。因此，空氣調節系統設計應根據數據中心的等級，采用合理可行的制冷系統，對數據中心的可靠性和節能具有重要意義
? 把脈汽車電子、通訊電子產品熱設計遇到的問題
? 掌握汽車電子、通訊電子產品熱仿真、熱測試的完整方案與流程
? 深入了解汽車電子、通訊電子熱仿真工具及能力
? 獲悉汽車電子、通訊電子系統數字孿生相關進展
隨著各行業電子產品的發展，除了大型的服務器，當前移動設備都趨向小型化的發展趨勢，散熱設計的空間非常有限，使得熱設計在產品設計與制造過程中成為關鍵。
對于通訊行業來說
