雙面散熱技術的案例
功率模塊雙面散熱介紹
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 SiC 雙面散熱封裝結構傳熱性能分析
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 單面焊雙面成形的技巧，滿滿的都是技術
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 技術｜手弧焊單面焊雙面成型六技巧和五要領，簡單易記。
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 
英維克申請相變風冷散熱裝置專利，專利技術能實現高效散熱并降低能耗
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。
END
★ 平臺聲明
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展開 技術流 | DfAM底層通用技術之微通道散熱設計
該技術所采用的結構緊湊、換熱效率高、質量輕、運行安全可靠，因此微通道換熱器技術近些年來越來越受到關注，在微電子、航空航天、醫療、化學生物工程、材料科學、高溫超導體的冷卻、薄膜沉積中的熱控制、強激光鏡的冷卻, 以及其他一些對換熱設備的尺寸和重量有特殊要求的場合中有重要的應用前景。
與普通換熱器相比, 微型換熱器的主要特點在
于單位體積內的換熱面積很大
。相應地, 其單位體積傳熱系數
高達幾十到幾百MW/( m 3 K)
, 比普通換熱器要
高1～2個數量級
。
圖1 微通道換熱器的應用
本文主要基于Ansys軟件對不同微通道換熱器的性能進行了相應的分析。
展開 2026蘇州國際液冷散熱技術展會
關鍵部件與材料?
：包括
電子氟化液
、
電子冷卻液
、
制冷劑
、
液冷散熱模組
、
快速連接器技術
、
液冷材料
等 。
?系統與管理?
：展示
數據中心液冷系統熱仿真
、
智能溫控系統
、
智能流體分配技術
、
漏液檢測技術
及運維實踐案例 。???
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展開 新能源汽車電控系統及散熱技術簡述（上）
了解電控系統的結構及散熱特點，可以為設計其散熱系統提供幫助。下半篇文章將介紹新能源汽車電控系統用先進散熱技術。
新能源汽車電控系統及散熱技術簡述（下）
1
模塊單面水冷技術
模塊雙面壓接在水冷散熱器兩側，通過在水冷散熱器兩側涂抹導熱硅脂以及設計絕緣結構或其他形式的絕緣以及散熱連接。冷卻液在流道中流經模塊將熱量帶走。
特點：
結構緊湊；
模塊成本低；
體積非常小；
冷板利用率高。
圖5 逆變器結構爆炸圖
2
雙層水冷技術
模塊雙面壓接間接水冷散熱器，通過在模塊兩側涂抹導熱硅脂以及設計絕緣結構或其他形式的絕緣以及散熱連接。冷卻液在流道中流經模塊兩側將熱量帶走。
展開 【技術干貨】某型號天線流體散熱分析
碩士主修CAE仿真專業，擅長振動分析以及流體散熱分析，長期從事CAE軟件以及相關理論培訓工作。
一、模型簡化
將不影響熱傳遞路徑的結構特征做適當簡化，如：小的倒角、孔、螺柱等。簡化后的模型如下圖。整體散熱路徑：點狀熱源通過熱傳導到大平面結構，另一側在熱源密集地方增加散熱翅片，同時通過風扇進行強制對流散熱
圖1模型簡化圖
二、網格劃分解析
1.風扇兩側為流體變化快速的地方、網格應進行加密劃分；
2.散熱翅片兩側流體變化也較為迅速、需要進行加密劃分；
3.散熱翅片本身翅片間至少三層網格、翅片本身保留兩層網格。
圖2風扇進出口網格圖
三、風扇以及求解設定
1.風扇設定
風扇作為標準件，可以德爾塔等工業風扇網站進行獲取，此外Icepak、Flotherm等商用軟件自帶各種庫文件。圖3為軸流風扇設定，其中PQ曲線通過外部.csv進行加載。注意單位轉換。
圖三、軸流風扇設定
2.求解設定
(1)湍流模型設定
依據雷諾數、貝克萊數進行流態判定，一般軟件會給出，查看message信息。
(2)輻射模型設定
本項目選用自動設定。
(3)環境溫度設定
如圖4所示，溫度設定為55℃，同時在boundary進行設定。
(4)重力方向設定
按照實際進行設定，本項目為Z向。
(5)監測點設定
檢測邊緣發熱點，以及風扇風量。
圖4求解以及監測點設定
四、收斂分析
經過迭代，殘差接近10，同時個監測點溫度穩定無波動，認為本次分析收斂。
展開 新能源汽車電控系統及散熱技術簡述（上）
了解電控系統的結構及散熱特點，可以為設計其散熱系統提供幫助。下半篇文章將介紹新能源汽車電控系統用先進散熱技術。
技術分享｜英飛凌高效散熱管理的器件封裝方案
采用頂部散熱的SMD功率器件
可縮短柵極軌跡減少寄生效應
TSC允許將所有元器件放置在同一個雙面PCB上，因此，可以將驅動器直接放置在相應的MOSFET的下方，從而顯著減少PCB引起的寄生效應。這將提升系統性能，產生更干凈的波形，從而降低功率元器件上的電氣應力。
裝配考慮事項
如前文所討論的，典型的TSC裝配通常比等效的底部散熱方案更為簡單，其中一個很重要的原因是它僅使用一個電路板并且所需連接數量顯著減少。
直接將散熱片安裝到位于PCB頂部的發熱MOSFET封裝上進行散熱。薄型元件也放置在這一側，厚型元件則放置在下面。英飛凌在開發HDSOP系列時，已確保每個元件的標稱高度均為2.3 mm。這樣的統一高度大大簡化了散熱板，無需進行機械加工，即使在同一個設計中使用了不同的功率半導體技術，也可以使用更為優化的散熱片。
所有HDSOP器件均實現統一高度
大大簡化了散熱片設計和裝配
有多種方法可將MOSFET封裝與散熱板鍵合到一起進行散熱。一般而言，最簡單的方法是在MOSFET與散熱片之間放置一個導熱填縫墊片。經優化的填縫料高度可以實現最佳散熱性能，但前提條件是填縫料填滿不留空隙。此外，液體填縫材料可用于全自動生產線。
展開 下午直播 | 關鍵性Icepak電子封裝散熱技術
01
主題/時間
Icepak電子封裝散熱技術
6月10日14：00
02
講師介紹
曾家麟
中央大學機械工程博士，從事ANSYS CAE/CFD仿真計算十余年。針對流體及熱流相關問題具備豐富客戶與工業設計經驗，熟知產業流體及散熱議題，并經手超過100個以上的項目經驗。
關于高功率LED封裝的高效散熱技術
本文分別比較了有散熱器和無散熱器時在星型金屬芯印刷電路板（MCPCB）上使用高功率LED封裝的實驗結果。比較討論之后，就帶散熱器時LED封裝的散熱建模技術案例做了闡述。 CFD建模結果充滿了希望，并說明這種技術可用于LED系統級的評估。本文還討論了在LED封裝中使用散熱介面材料的影響。
預測LED熱性能正成為幫助縮短上市時間所不可或缺的一種能力。然而，隨著熱通量和封裝密度日益增加，LED封裝模塊的散熱正變得越來越具挑戰性，熱分析和LED模塊設計也變得越來越重要。因此，在設計早期CFD仿真已成為一種廣泛使用的電子產品熱分析方法。CFD與流體流動的數值分析，熱傳導和其他相關過程如輻射一同受到關注。
本文介紹了生成帶有散熱器的高功率LED星型封裝所需完成的工序。首先，生成詳細的LED封裝星型襯底模型，然后在LED星型封裝底部生成散熱器。最后，將模擬數據同實驗數據相比較。另外我們所關注的方面是LED封裝上散熱介面材（TIM）產生的影響。目的是顯示不同焊線厚度(BLT)下TIM的特點和陷入TIM內的空隙的百分比。
熱建模技術
使用Flotherm——來自Flomerics公司的CFD工具，模擬LED封裝即星型襯底(MCPCB)。建立詳細模型，以比較與實際測量值的錯誤百分率。圖1所示為LED封裝配置。焊料填補在封裝和襯底間。當封裝達到最大功率1.3瓦時，標準自然和強迫對流空氣冷卻都無法將結溫保持在可接受范圍之內，即125℃及以下。
附加的散熱器作用在于幫助達到溫度要求。為了在LED上安裝散熱器，需將熱粘合帶連接到散熱器背面，并將該散熱器安放在LED襯底底部。
展開 技術熱點 | 針對數據中心機房散熱問題SOLIDWORKS Flow Simulation仿真
參考中華人民共和國國家標準數據中心設計規范（GB 50174-2017 7.1）
當然在考慮到制冷系統功耗選擇外還需要考慮，服務器的分布布局以及進出風口的位置，管道流道都需要考慮，當我們設計數據中心的電子設備分布我們一般都需要進行散熱效果的驗證，如果是通過實物測試測試時間也會很長，這時候我們也可以通過仿真的手段在設計好的三維模型中預測我們該設計方案的散熱效果。本文將采用Solidworks Flow Simulation對圍繞數據中心進行服務器散熱效果分析。
