HCR涂层技术,助力5G基站轻量化、低成本——白皮书

网站编辑:浙江嘉熙科技股份有限公司 │ 发布时间:2022-03-29 

HCR涂层技术,助力5G基站轻量化、低成本---白皮书

深圳市腾飞达科技有限公司,浙江嘉熙科技股份有限公司,中兴通讯股份有限公司

【摘要】

HCR涂层,是一种用于通信散热器表面处理的涂层工艺,具有高效散热、气密、防水、防腐、抗氧化等特点。HCR涂层经户外长时间使用后不易变色或涂层剥离,能满足基材表面对导电性及散热性的要求,并兼顾高环保、低成本等应用优势,显著区别于传统金属表面处理工艺,在户外通讯设备、汽车配件、支架配件、户外照明等行业有着广泛且成熟应用。HCR涂层的中低温固化工艺,避免了粉末涂层的高温固化需求,极好地匹配了两相PCI齿的轻薄化发展趋势,支撑了5G基站设备的进一步演进。

【关键字】 HCR、PCI、5G、涂层、耐腐蚀、高环保、低成本

HCR涂层是针对铝合金材料表面的一种特殊钝化工艺,可在其表面形成致密的钝化膜,能够有效阻挡氯离子、二氧化硫的侵蚀,对铝合金材料形成功能性保护,以提升相应设备的使用寿命。

区别于传统金属表面处理工艺对环境的污染及高成本问题,HCR涂层技术采用一种浸泡式表面处理工艺。该工艺简单易操作,稳定性高,经该工艺处理后产品具有高于喷涂粉末涂层的耐腐蚀性。

传统表处工艺流程一般为:

脱脂除油 -水洗- 拉白 - 喷砂 - 水洗 - 钝化 - 水洗 - 干燥 - 喷涂;

HCR涂层工艺流程一般为:

脱脂除油 -水洗- 拉白 - 喷砂 - 水洗 - 钝化 - 水洗 - 封闭 - 水洗 - 浸泡镀膜 - 干燥;

以5G AAU散热器为例,对比不同表处方式差异,以更清晰地体现HCR涂层的应用优势,具体如下:

高环保性:粉末喷涂在工艺过程中易产生粉尘污染,HCR涂层的生产工艺主要依靠浸泡过程中发生的物理、化学反应,不产生粉尘,具有高环保性。

高防腐性:HCR涂层技术可以在金属材料表面形成致密的钝化膜,具有不低于喷涂粉末涂层的高耐腐蚀性。

低成本性:区别于传统喷涂式表处工艺,高耐蚀涂层采用免喷涂浸泡式工艺,大大降低了批量表处工艺成本,可节省AAU表处成本20% ~ 40%;同时,无需基材脱粉回收的高成本投入,HCR涂层设备可直接回收,节约了回收成本。

轻量化:粉末涂层的成膜厚度通常为90~110um,HCR涂层的成膜厚度通常为5~40um;涂层重量正比于涂层厚度,HCR涂层具有轻量化的降重特性。 


喷粉

HCR涂层

环保

生产过程中易产生粉尘,造成较大的环境污染和产生职业病;

为水剂浸泡工艺,不产生粉尘。药水成分环保,不会引起职业病;

成本

1. 单位面积粉末使用量大,成本高,且极易造成废料;

2. 粉末回收设施和维护费用高,且易产生二次污染;

3. 生产效率低,且受场地及设备的影响,很难增加产能;

1. 单位面积费用不到粉末的70%,基本无浪费,综合成本只是粉末的50-60%;

2. 只需避免不必要的带出液,基本无需回收费用;

3. 生产效率是喷涂工艺的2倍,且易提升产能;

品质

易受各种因素影响,造成附着力不良的风险较大;

采用浸泡式工艺,产品覆膜均匀,不会出现附着力不良现象,大大降低了品质风险;

HCR涂层技术是一种新型浸泡式高防腐涂层技术,其核心关键在于药水配方的独特性;自2007年腾飞达成立以来,一直专注于表面处理药剂的持续优化和工艺改进,在环保药剂方面和HCR技术革新&应用方面,具有持续优化及研发的能力。自2007年在中国全面推行ROHS要求以来,腾飞达已协助多家前沿公司进行表面处理环保工艺切换和改进,所有相关药剂均为腾飞达自主配方。

PCI两相传热技术是嘉熙专有的新型传热技术,自2012年嘉熙成立以来,一直专注于PCI传热技术PCI传热器件及其应用的研发,目前已拥有200多项国内外发明和实用新型专利,在LED照明,高清显示,大功率元器件等电力电子行业已广泛应用。

如前所述,HCR涂层的常温固化工艺,避免了粉末涂层的高温固化需求,极好地匹配了两相PCI齿的轻薄化发展趋势;通过HCR涂层技术与PCI两相传热技术的结合,显著支撑了5G基站设备进一步向轻量化、高散热趋势发展。

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HCR涂层具有工艺环保、生产操作简单等批量生产优势,可用于如下图所示的表面处理生产线;目前腾飞达HCR药剂已广泛地用于通信行业、汽车行业、灯饰行业、造船业等多种场景,相关药剂也已与各头部企业开展业务合作,提供基站、散热器相关的高耐腐蚀涂层批量表面处理服务。

HCR涂层 -- 表面处理生产线

HCR涂层 -- 镀膜药剂

嘉熙科技依托自有核心技术之一“PCI两相传热技术”,在5G通讯、高清视频显示终端、电力电子、家电、新能源和航空航天等众多领域中,从研发到生产,为多领域客户系统化定制了众多高效热管理解决方案、高性价比的传散热产品及服务,让传散热不再成为各行各业发展的瓶颈。

通过腾飞达科技、嘉熙科技与中兴通讯热设计团队紧密配合,利用腾飞达科技基于HCR涂层技术的工艺生产条件及涂层药剂配方经验,借鉴嘉熙科技在PCI两相齿片的工艺结构及管路设计经验,结合中兴通讯的表处可靠性标准及高散热要求,共同摸索、研发出适用于5G-PCI形态散热器的“高环保、高散热、低成本、轻量化”的HCR涂层;在合作过程中,腾飞达科技与嘉熙科技积极协助中兴通讯的三位热设计工程师(邵聪、段凯文、熊瑞)开展适用于PCI形态散热器的HCR涂层技术研发,高效协助中兴团队完成了HCR涂层的功能性提升优化及技术可靠性验证,促进了HCR涂层技术与PCI两相齿片技术的再创新与再发展,并极好地匹配了两相PCI齿的轻薄化发展趋势,支撑了5G AAU及RRU设备的进一步演进。