功率器件发热大,生产测试时既要固定器件,又要想办法把热量带走,否则器件性能测试不准,寿命也会受影响。散热用石墨夹具,就是兼顾夹持定位和辅助导热两种功能的石墨工装,让功率器件在生产测试中稳定又凉快。
石墨能做散热夹具,靠的是材料的高导热性。石墨导热系数高,热量能快速传导扩散,配合贴合的结构设计,帮助器件散热;它耐高温,能在器件的高温工作环境下稳定使用;不导磁、质轻,不会干扰器件电性能,还容易加工成贴合器件形状的结构。
从应用看,散热用石墨夹具用于大功率器件的生产承载、测试工装、老化承载和散热辅助。功率模块、大功率LED、IGBT器件的生产和测试中都能看到它,既保证器件位置稳定,又帮助带走热量,一举两得。
夹具设计要兼顾夹持和导热。接触面按器件外形加工,贴合紧密才能传热良好;夹持结构保证器件稳定,导热结构把热量导向散热方向;材质选择导热性能好的高纯石墨,结构设计上尽量减少热阻,让热量顺畅传导。
定制散热用石墨夹具时,把器件尺寸、发热功率和工作温度提供给供应商,结构和选材才有依据。验收时检查接触面贴合度和夹持稳定性,先做热测试验证散热效果,确认合格再批量制作。
散热用石墨夹具的效果,很大程度取决于接触界面的设计。夹具与器件接触面越贴合,导热效率越高,接触面加工要保证平面度和粗糙度;夹持力要适中,太紧会损伤器件,太松影响导热和定位。石墨的导热性能有方向性,选材和加工时要考虑热流方向。使用中注意定期检查接触面状态,氧化或污染会影响导热效果。定制时把器件的发热分布和散热路径提供给供应商,夹具的导热结构才能设计到位。
散热用石墨夹具把导热和夹持合二为一,是功率器件生产测试中的实用工装。贴合紧密、导热顺畅,器件才能稳定工作,散热管理才能到位,测试数据才可靠。