标准解读

《GB/T 8446.1-2022 电力半导体器件用散热器 第1部分:散热体》相较于《GB/T 8446.1-2004 电力半导体器件用散热器 第1部分:铸造类系列》在多个方面进行了更新与改进。新标准更加注重技术细节和实际应用需求,具体变更包括但不限于以下几点:

一、标准名称从“铸造类系列”改为“散热体”,表明适用范围扩大至不仅仅是铸造类散热器,还包括其他类型的散热体。

二、增加了对材料性能的要求,比如更详细地规定了导热系数、机械强度等关键参数的具体数值或测试方法,以确保产品质量。

三、调整并补充了设计规范,例如针对不同使用环境下的散热效率计算公式、尺寸公差控制等方面做了进一步明确,使得设计过程更加科学合理。

四、强化了制造工艺流程的指导性内容,如表面处理技术、焊接质量控制等环节的操作指南,有助于提高生产效率及成品合格率。

五、完善了检验规则与试验方法章节,新增了一些先进的检测手段,并细化了抽样方案、判定原则等内容,保证产品出厂前能够进行全面有效的质量把关。

六、修订了包装、运输及储存要求,特别强调了环保材料的应用以及物流过程中如何避免损坏等问题,体现了绿色发展理念。


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....

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  • 正在执行有效
  • 2022-03-09 颁布
  • 2022-10-01 实施
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GB∕T 8446.1-2022 电力半导体器件用散热器 第1部分:散热体_第1页
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GB∕T 8446.1-2022 电力半导体器件用散热器 第1部分:散热体_第3页
GB∕T 8446.1-2022 电力半导体器件用散热器 第1部分:散热体_第4页
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文档简介

犐犆犛29.120.9犆犆犛犓46

中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

犌犅/犜846.1—202

代替犌犅/犜846.1—204

电力半导体器件用散热器第1部分:散热体

犎犲犪狋狊犻狀犽狊犳狅狉狆狅狑犲狉狊犲犿犻犮狅狀犱狌犮狋狅狉犱犲狏犻犮犲狊—犘犪狉狋1:犚犪犱犻犪狋狅狉狊

2020309发布 2021001实施

发布

国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

犌犅/犜846.1—202

目 次

前言 Ⅰ

引言 Ⅲ

1范围 1

2规范性引用文件 1

3术语和定义 1

库七七标准下载

4型式和冷却方式代号

5外形尺寸和安装尺寸

……………………2

……………………3

5.1SF系列散热器的尺寸 3

5.2S系列散热器的尺寸 8

6其他技术要求 10

6.1外观 10

6.2主要性能 10

6.3散热器组装 1

7检验规则 12

7.1逐批检验 12

7.2型式试验 12

8标志、包装、运输和贮存 13

8.1标志 13

8.2包装 13

8.3运输和贮存 13

附录A(资料性)散热体特性曲线示例 14

附录B(规范性)抽样表 16

参考文献 17

前 言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

GB/T846《电力半导体器件用散热器》与下列标准共同构成我国电力半导体器件用散热器系列标准:

——JB/T5781电力半导体器件用型材散热器技术条件;

——JB/T8175电力半导体器件用型材散热体外形尺寸;

——JB/T8757电力半导体器件用热管散热器;

——JB/T9684电力半导体器件用散热器选用导则。

本文件是GB/T846《电力半导体器件用散热器》的第1部分。GB/T846已经发布以下部分:

——第1部分:散热体;

——第2部分:热阻和流阻测量方法;

——第3部分:绝缘件和紧固件。

本文件代替GB/T846.1—204《电力半导体器件用散热器 第1部分:铸造类系列》。与

GB/T846.1—204相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:

a)更改了“范围”“规范性引用文件”(见第1章和第2章,204年版的第1章和第2章);

b)更改了“散热器”“散热体”“热阻”“流阻”“台面”“台面温度”的定义,增加了“(水冷却散热体的)型腔”的定义(见第3章,204年版的第3章);

c)将“水冷散热器”更改为“水冷却散热体”(见4.1、6.2和第7章,204年版的4.2、5.4、第6章和

第7章);

d)删除了螺栓形自冷散热器SZ系列和螺栓形风冷散热器SL系列(见204年版的4.3、第5章和第6章);

e)将图4和表4中表示角度的符号“α”更改为“β”(见5.2.1,204年版的5.4);

f)增加了SF3×系列散热体和S3×系列散热体(见第4章~第6章);

g)更改了水冷却散热体型腔试漏压力的规定(见6.2,204年版的6.3),删除了绝缘件的耐受电压要求和散热体材质的规定(见204年版的6.3.1和6.4);

h)增加了耐盐雾的要求(见6.1和7.2);

i)将“周期检验”更改为“型式试验”,并更改了相应的规定(见7.2,204年版的7.2);

j)更改了附录A和附录B(见附录A和附录B,204年版的附录A和附录B)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。

本文件由全国电力电子系统和设备标准化技术委员会(SAC/TC60)归口。

本文件起草单位:祥博传热科技股份有限公司、西安派瑞功率半导体变流技术股份有限公司、全球能源互联网研究院有限公司、广州高澜节能技术股份有限公司、江苏新彩阳机电技术有限公司、河北华整实业有限公司、中车株洲电力机车研究所有限公司、江苏宏微科技股份有限公司、江苏海鼎电气科技有限公司、湖北台基半导体股份有限公司、西安电力电子技术研究所、常州博瑞电力自动化设备有限公司。

本文件主要起草人:曾茂进、蔚红旗、周建辉、关胜利、桑春、宋晓飞、田恩、王晓宝、陶勇、颜家圣、李小国、恽强龙、文玉良、纪卫峰、季喜阳、韩豪雷、崔鹏飞、陆正柏。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:

——1979年首次发布为JB2594—1979《电力半导体器件用散热器》;

——1987年首次发布为GB/T846.1并代替JB2594—1979,204年第一次修订;

——本次为第二次修订。

引 言

GB/T846《电力半导体器件用散热器》给出构成电力半导体器件用散热器的散热体、绝缘件和紧固件的技术要求,检验规则,标志、包装、运输和贮存要求以及散热体的热阻和流阻测量方法,拟由3个部分组成。

——第1部分:散热体。目的在于规定构成电力半导体器件用散热器的散热体的术语和定义、技术

要求、检验规则以及标志、包装、运输和贮存要求。

——第2部分:热阻和流阻测量方法。目的在于规范构成电力半导体器件用散热器的散热体(包括铸造、挤压、型材和热管散热体)的热阻和流阻测量方法。

——第3部分:绝缘件和紧固件。目的在于规定构成电力半导体器件用散热器的绝缘件和紧固件

的技术要求、检验规则以及标志、包装、运输和贮存要求。

犌犅/犜846.1—202

电力半导体器件用散热器第1部分:散热体

1范围

本文件规定了电力半导体器件用散热体的术语和定义、型式和冷却方式代号、外形尺寸和安装尺寸、技术要求、检验规则以及标志、包装、运输和贮存要求。

本文件适用于电力半导体器件用空气冷却散热体和水冷却散热体。外形尺寸和安装尺寸符合本文件第5章规定的型材散热体也可参照使用。

本文件不适用于热管类散热体。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T1031—209产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值

GB/T1804—200一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T1958—2017产品几何技术规范(GPS)几何公差 检测与验证GB/T2423.17—208电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ka:盐雾GB/T846.2电力半导体器件用散热器 第2部分:热阻和流阻测试方法GB/T846.3电力半导体器件用散热器 第3部分:绝缘件和紧固件

JB/T4159热带电工产品通用技术要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

库七七标准下载

3.1

3.23.3

散热器犺犲犪狋狊犻狀犽

由散热体、导电端子、紧固件和绝缘件(如果有)等组成,对半导体器件有散热功能的机械组件。

注:散热器通常以“套”为产品单位。

[来源:GB/T290.32—194,2.4.1,有修改]

散热体狉犪犱犻犪狋狅狉

对散热器的散热功能起主要作用的导热体。

[来源:GB/T290.32—194,2.4.2,有修改]

冷却媒质犮狅犾犻狀犵犿犲犱犻狌犿

将半导体器件产生的热量带走的液体(例如,水)或气体(例如,空气)。

[来源:GB/T3859.1—2013,3.8.1,有修改]

3.43.53.6

3.7

(水冷却散热体的)型腔犮犺犪犿犫犲狉(ofawatercoledradiator)

水冷却散热体容纳冷却媒质的空间。

(散热体的)台面狉犲犳犲狉犲狀犮犲狊狌狉犳犪犮犲(ofaradiator)

散热体与半导体器件接触的面积,半导体器件产生的热量通过该面积传导至散热体。

台面温度狉犲犳犲狉犲狀犮犲狊狌狉犳犪犮犲狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲

犜s

为计算散热体的温升和热阻,在台面规定点测得的温度。

注:台面温度的单位为摄氏度(℃)或开尔文(K)。

(散热体的)热阻狋犺犲狉犿犪犾狉犲狊犻狊狋犪狀犮犲(ofaradiator)

犚sa

在热平衡条件下,散热体台面温度和冷却媒质中的规定点温度之间的温度差与产生该温度差的耗

散功率(热流)之比。

注:热阻的单位为摄氏度每瓦(℃/W)或开尔文每瓦(K/W)。

3.8

(散热体的)流阻犻狀犾犲狋狅狌狋犾犲狋犳犾狌犻犱狆狉犲狊狌狉犲犱狉狅狆(狅犳犪狉犪犱犻犪狋狅狉)

(散热体的)压力降

Δ狆

在稳态条件下,规定的风道或水路中,冷却媒质在散热体上游侧规定点和下游侧规定点处的总压力

的差。

注1:流阻在风道系统中也称为风阻,在水路系统中也称为水阻。注2:流阻的单位为帕(Pa)。

注3:散热体在风道或水路中相向迎面冷却媒质流向的一侧为上游侧,其相反的一侧为下游侧。

注4:总压力为静压力与动压力的代数和。

3.9

安装力矩 犿狅狌狀狋犻狀犵狋狅狉狇狌犲

为半导体器件安装散热体时,使二者具有良好热接触而施加的力矩的额定值。

注:安装力矩的单位为牛米(N·m)。

3.10

安装力 犿狅狌狀狋犻狀犵犳狅狉犮犲

为半导体器件安装散热体时,使二者具有良好热接触而施加的力的额定值。

注:安装力的单位为牛(N)。

4型式和冷却方式代号

4.1散热体(包括空气冷却散热体和水冷却散热体)的型号由如下三部分组成:

S□××(×)表示规格代号[两位数字或两位数字+一个字母(见表1)]

表示冷却媒质(一个字母:F——空气;S——水)

表示散热体(一个字母)

4.2散热体的型号规格见表1。

表1

产品系列

型号规格

SF1×系列散热体

SF1

SF12

SF13

SF14

SF15

SF16

SF17

SF17A

SF18

SF18A

S1×系列散热体

S1

S12

S13

S14

S15

S16

SF3×系列散热体

SF31

SF32

SF3

SF34

SF35

SF36

SF37

S3×系列散热体

S31

S32

S3

S34

S35

S36

S37

5外形尺寸和安装尺寸

5.1犛犉系列散热器的尺寸

5.1.1SF1、SF12和SF13散热体组装半导体器件后,散热器的尺寸应符合图1和表2的规定。5.1.2SF14、SF15、SF16、SF17、SF17A、SF18和SF18A散热体组装半导体器件后,散热器的尺寸应符合图2和表2的规定。

5.1.3SF3×系列散热体应符合图3和表3中给出的外形尺寸。模块安装面尺寸、模块安装位置、安装

孔大小和数量可参照表3或根据实际应用需求确定。

图1犛犉1、犛犉12和犛犉13散热体构成的散热器

图2犛犉14、犛犉15、犛犉16、犛犉17、犛犉17犃、犛犉18和犛犉18犃散热体构成的散热器

图3犛犉3×系列散热体外形尺寸和模块安装面尺寸示意图

表2

单位为毫米

表3

单位为毫米

安装尺寸

犱3

M3

M3

M3

M3

M3

M3

M3

M3

允差:犇为+-21mm、犎为+50mm、犎3为+-41mm、犵为+-52mm。

20

20

20

20

20

20

20

20

30

30

53

62

78

85

94

85

35

35

40

40

50

64

40

40

30

40

80

20

20

20

12.5

15

15

15

20

25

25

25

25

25

20

20

20

12.5

17.5

17.5

17.5

2.5

犱2×犺2

M10×120

M10×120

M10×120

M12×140

M12×150

M12×180

M12×180

M12×190

M16×210

犱1×犺1

2螺孔M66H20

2螺孔M66H20

2螺孔M66H20

4螺孔M66H20

4螺孔M86H20

4螺孔M86H20

4螺孔M86H20

4螺孔M86H20

2孔13

2孔13

2孔13

4孔1

4孔13

4孔13

4孔13

4孔13

4孔13

犎3

45

45

50

73

82

72

犎2

58

65

75

82

10

10

犇max

76

90

90

10

10

10

125

15

犇2

80

80

90

105

105

130

140

150

185

犔2

38

38

34

40

45

导电端子尺寸

犎1

10

12

12

12

13

犇1

40

40

40

50

60

60

60

70

犔1

60

60

60

80

80

80

80

90

外形尺寸

125

125

130

145

165

20

215

25

25

10

10

120

140

140

180

20

240

170

20

20

250

280

280

30

390

型号规格

SF1

SF12

SF13

SF14

SF15

SF16

SF17

SF17A

SF18

SF18A

安装尺寸

犱1

M5×8

M5×8

M5×8

M6×10

M6×10

M6×10

M6×10

允差:犔为-03mm、犇为±0.5mm、犎为+50mm。

10

10

10

10

10

10

10

犅2

50

40

犅1

10

35

20

30

25

20

50

50

50

50

50

50

50

犃2

30

40

50

60

80

40

犃1

45

25

30

40

50

65

25

外形尺寸

10

12

12

15

12

13

14

60

63

63

75

63

67

71

70

75

75

90

75

80

85

60

70

120

90

320

20

30

20

30

320

350

380

430

460

型号规格

SF31

SF32

SF3

SF34

SF35

SF36

SF37

5.2犛系列散热器的尺寸

5.2.1S1×系列散热体的结构形式除导电端子外,其他部分相同(见图4)。S1、S12、S13、S14、S15和S16散热体组装半导体器件后,散热器的尺寸应符合图4和表4的规定。

5.2.2S1×系列散热体导电端子的安装孔分为单孔、双孔和四孔三种(分别见图4、图5和图6)。

S1和S12散热体导电端子的尺寸应符合图4的规定,S13和S14散热体导电端子的尺寸应符合图5的规定,S15和S16散热体导电端子的尺寸应符合图6的规定。

5.2.3S3×系列散热体应符合图7和表5中给出的外形尺寸。模块安装面尺寸、模块安装位置、安装

孔大小和数量可参照表5或根据实际应用需求确定。

图4犛1和犛12散热体构成的散热器

表4

单位为毫米

表5

单位为毫米

安装尺寸

β

45°

45°

45°

45°

45°

45°

允差:犔为-03mm、犔1为±2mm、犔2为-02mm、犇2为±0.5mm、犎为+50mm、犎3和犎4均为±3mm、β为±3°。

10

10

10

35

60

60

65

85

85

20

20

15

20

20

20

20

20

40

40

15

17.5

20

25

犱5

13

13

13

13

18

18

犱4

12

12

犱3

4长孔10×14

4长孔12×15

4长孔12×15

4长孔12×20

4长孔1×20

4长孔1×20

犱2

M3

M3

M3

M3

M5

M5

犱1×犺1

M8×140

M12×145

M12×145

M12×170

M16×230

M16×250

2孔9

2孔13

4孔13

4孔13

8孔13

8孔13

犎4

105

105

105

130

150

180

犎3

64

64

64

74

80

90

犇max

76

76

10

10

160

160

犇2

12

140

140

165

20

20

散热体尺寸

犎2

23

24

25

25

35

37

犔2

45

68

84

10

10

犇1

30

40

50

80

90

犎1

10

犔1

53

78

78

85

87

外形尺寸

145

150

150

190

240

260

135

160

160

195

260

260

140

190

190

20

265

275

型号规格

S1

S12

S13

S14

S15

S16

进、出水接口的螺纹

犱2

M16×1.5×10

M16×1.5×10

M16×1.5×10

M16×1.5×15

M16×1.5×15

M24×1.5×15

M24×1.5×15

允差:犔为-03mm、犇为±0.5mm、犎为+50mm。

安装尺寸

犱1

M5×8

M5×8

M6×10

M6×10

M6×10

M6×10

M6×10

M5

M5

M6

M6

M6

M6

M6

犇1

7.5

32.5

45

20

60

50

10

10

10

10

10

10

10

50

50

50

50

50

50

50

犃3

30

30

60

60

120

犃2

30

30

30

30

50

80

犃1

37.5

17.5

20

50

20

45

60

外形尺寸

20

20

25

25

25

30

30

125

175

20

150

30

230

320

125

175

250

310

360

450

60

型号规格

S31

S32

S3

S34

S35

S36

S37

图5犛13和犛14散热体的导电端子 图6犛15和犛16散热体的导电端子

图7犛3×系列散热体外形尺寸和模块安装面尺寸示意图

6其他技术要求

6.1外观

6.1.1散热体表面(包括导电端子,进、出水接口)不应有缩孔、毛刺、裂纹和锈蚀。

6.1.2散热体台面的平面度不应低于9级,表面粗糙度犚犪的最大允许值为1.6μm。

6.1.3散热体的表面应根据实际应用需求进行工艺处理(例如,钝化、阳极氧化、电镀镍、化学镀镍等),在热带地区、沿海地区使用的散热体的耐潮湿、耐盐雾和耐霉菌能力应符合JB/T4159的规定。

6.2主要性能

6.2.1对水冷却散热体的型腔施加不小于6×105Pa气压,持续时间不小于2min(在此期间,压力变化不应超过规定值的±5%),不应有变形、渗漏或冒泡现象。

6.2.2SF1×系列、S1×系列散热体的热阻、流阻应符合表6的规定。SF3×系列、S3×系列散热体

10

的热阻、流阻应参照表6的规定或根据实际应用需求确定。

表6

产品系列

型号规格

安装尺寸

犇max(对于SF1×和S1×)

或犅×犆(对于SF3×和S3×)

mm

热阻

犚sa

℃/W

流阻Δ狆Pa

SF1

0.120

40

SF12

0.090

45

SF13

76

0.071

SF14

90

0.056

60

SF15

90

0.048

65

SF16

10

0.037

70

SF17

10

0.030

75

空气冷却散热体

SF17A

SF18

10

125

0.030

0.025

75

85

SF18A

15

0.025

85

SF31

10×50

0.020

240

SF32

10×50

0.025

30

SF3

10×50

0.020

250

SF34

10×50

0.02

30

SF35

10×50

0.02

260

SF36

10×50

0.025

340

SF37

10×50

0.023

30

S1

76

0.026

190

S12

76

0.018

70

S13

10

0.015

60

S14

10

0.013

50

S15

160

0.01

40

水冷却散热体

S16

S31

160

10×50

0.010

0.07

40

3000

S32

10×50

0.07

4000

S3

10×50

0.08

4500

S34

10×50

0.08

4500

S35

10×50

0.07

6000

S36

10×50

0.08

6500

S37

10×50

0.07

8000

测量空气冷却散热体时的风速为6m/s,测量水冷却散热体时的水流量为4L/min。

6.2.3散热体制造厂商应在产品说明书或其他技术文件中给出散热体热阻、流阻与水流量或风速,散热体温升与耗散功率的关系等特性曲线(见附录A)。

6.3散热器组装

6.3.1组装散热器适用的紧固件和绝缘件应符合GB/T846.3的规定。

6.3.2安装力矩或安装力应符合半导体器件标准的相关规定。

6.3.3双侧散热半导体器件用散热体的台面的安装定位销(如果有)尺寸为:直径2.5mm,高出台面

1mm。

7检验规则

7.1逐批检验

每批散热体应按表7的规定检验。

AQL的具体抽样方案见附录B中表B.1。如果初次提交不合格,应加严一级重新提交再次检验,

但只能重新提交一次。

表7

序号

检验项目

检验方法

合格判据

AQL(Ⅱ)

外观

目测检查

符合6.1.1的规定

1.5

尺寸和表面质量

1)按GB/T1804—200规定的方法;

2)平面度和表面粗糙度按GB/T1031—

209和GB/T1958—2017规定的方法;3)用游标卡尺等量具测量

符合第5章和6.1.2的规定

1.0

密封性(仅对水冷却散热体的型腔)

按6.2.1规定的方法

符合6.2.1的规定

10%检验

热阻

按GB/T846.2规定的方法

符合表6的规定(表6中未列出规格的,应符合实际应用要求)

1.5

流阻

按GB/T846.2规定的方法

符合表6的规定(表6中未列出规格的,应符合实际应用要求)

2.5

7.2型式试验

在下列情况下,散热体应按表8进行型式试验:

a)新产品试制完成时;

b)产品设计、工艺或使用的材料改变可能影响性能时;

c)定型生产的产品,每三年进行一次。但如果停产一年或以上,应重新进行型式试验。如初次检验不合格,应按附录B中表B.2追加抽样再次检验,但只能追加一次。

序号

检验项目

检验方法

合格判据

抽样方案

Ac

外观

目测检查

符合6.1.1的规定

尺寸和表面质量

1)按GB/T1804—200规定的方法;

2)平面度和表面粗糙度按GB/T1031—

209和GB/T1958—2017规定的方法;

3)用游标卡尺等量具测量

符合第5章和6.1.2的规定

表8

12

表8(续)

序号

检验项目

检验方法

合格判据

抽样方案

Ac

盐雾(仅对热带地区、沿海地区使用的散热体)

按GB/T2423.17—208规定的方法,试验持续时间24h

表面不出现腐蚀产物或腐蚀现象

抗压强度

按6.3.2的规定,在压力机上对散热体台面施加压力。施力后,按GB/T1031—209和GB/T1958—2017的规定检查散热体台面的表面质量

符合6.1.2的规定

密封性(仅对水冷却散热体的型腔)

按6.2.1规定的方法

符合6.2.1的规定

热阻

按GB/T846.2规定的方法

符合表6的规定(表6中未列出规格的,应符合实际应用要求)

流阻

按GB/T846.2规定的方法

符合表6的规定(表6中未列出规格的,应符合实际应用要求)

注:抽样方案栏中,狀、Ac分别为样品量和接收数。

8标志、包装、运输和贮存

8.1标志

散热体上的适当位置应有不易脱落的型号标志和制造厂商标。

散热体出厂时,应附带合格证。合格证上应给出制造厂名称或商标、产品型号、制造年月或批号等

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