IGBT-jahutuse vaakumjoodisega vaskkülmplaatide kvaliteedikontroll
Eelmistes artiklites arutasime selle sisekujundustvaakumjoodis vasest külmplaat, sealhulgasvolditud uime struktuur, nihke uime struktuurning puhta vase ja hõbe{0}}vase kõvajoodissulami valimise põhjused.
Tõhus sisemine voolutee on aga vaid osa lahendusest.
IGBT-moodulite ja muude suure võimsusega{0}}elektrooniliste seadmete puhul sõltub lõplik soojuslik jõudlus suuresti ka kahest tegurist, mis sageli tähelepanuta jäetakse.
* Paigalduspinna tasasus
* Jahutuskanali tihenduskindlus
Isegi hästi{0}}konstrueeritud külmplaat võib kaotada jõudluse, kui kontaktpind ei ole piisavalt tasane või kui kõvajoodisega konstruktsioon ei talu pikaajalist-survet ja termilist tsüklit.
Seetõttu läbib iga külmplaat enne saatmist lõpliku töötluse ja survetesti.
Miks me pärast vaakumjoodisjootmist kärbsega lõikame
Ajalvaakumjoodisjootmise protsess,vasesõlme kuumutatakse kõrgel temperatuuril ja seejärel jahutatakse tagasi toatemperatuurini.
Kuigi protsessi kontrollitakse hoolikalt, võib siiski esineda väikeseid moonutusi. Mõnel juhul võib paigalduspinnale jääda ka väheseid kõvajoodisjootmise jääke.
Paljude mehaaniliste osade puhul ei pruugi see olla suur probleem.
IGBT-külmaplaadi puhul mõjutab pinna tasapind aga otseselt soojustakistust.
Kinnituspinna taastamiseks teostame peale kõvajoodisjootmist kärbslõikuse.
Kärblõikamine on töötlemisprotsess, mis kasutab ühe{0}}punktiga lõiketööriista, et luua suurel alal väga tasane pind.
Pärast kärbselõikamist kontrollime paigalduspinna tasasust kogu kontaktpinna ulatuses 0,05 mm täpsusega. Samuti piirame pinna serva ja keskkoha kõrguste erinevust alla 0,01 mm, et tagada ühtlane kontaktrõhk IGBT mooduli paigaldamisel.
Need väärtused põhinevad pigem praktilisel termilise liidese materjali jõudlusel kui suvalistel tootmiseesmärkidel.
Enamik termomääre ja faasi{0}}muutvaid materjale suudab kompenseerida väikseid pinnavahesid, kuid kui vahe muutub liiga suureks, jäävad mooduli ja külmaplaadi vahele õhutaskud. Kuna õhk on väga halb soojusjuht, suureneb kontaktsoojustakistus oluliselt. Tulemuseks on kõrgemad ristmiku temperatuurid ja vähenenud jahutusvõime.
Miks on servade tasasus samuti oluline?
Tasasusest rääkides keskenduvad paljud inimesed ainult kinnituspinna keskele.
Tegelikkuses on servatingimused võrdselt olulised.
Kui servad on pärast töötlemist ümarad või keskelt veidi madalamad, võib IGBT-moodul kokku puutuda ainult osa külma plaadi pinnaga.
See võib tekitada ebaühtlaseid kinnitusjõude ja ebaühtlast soojusülekannet üle mooduli alusplaadi.
Aja jooksul võivad tekkida lokaalsed levialad, eriti suure võimsusega{0}}rakendustes.
Sel põhjusel kontrollime tootmise käigus nii üldist tasasust kui ka servade kvaliteeti.
Eesmärk on tagada, et kogu paigalduspind saavutaks pärast kokkupanekut ühtlase kontaktsurve.
Iga külmplaat on rõhuga testitud
Pärast töötlemise lõpetamist läbib iga viimistletud külmplaat enne saatmist survekatse. Katse tehakse kuiva lämmastikuga rõhul 6 baari ja rõhku hoitakse 10 minutit. Kontrolli läbimiseks peab rõhulang kogu katse vältel jääma alla 0,05 baari, ilma nähtava lekketa ja konstruktsiooni jäävdeformatsioonita.
Selle katsega kontrollitakse nii kõvajoodisega liigendite terviklikkust kui ka kogu konstruktsiooni tugevust.
Miks me testime 6 baari juures?
Enamik elektrisõidukite jahutussüsteeme töötab rõhul, mis on oluliselt alla 6 baari.
Tavalise töötamise ajal on tüüpiline jahutusvedeliku rõhk sageli umbes 1,5–2,5 baari.
Kõrgema rõhuga testimine annab täiendava ohutusvaru reaalsetes{0}}oludes, näiteks:
* Rõhu kõikumine töö ajal
* Soojuspaisumine ja kokkutõmbumine
* Sõiduki vibratsioon
* Pikaajaline{0}}vananemine
Teisisõnu testitakse külmplaati väljaspool tavalisi töötingimusi, et tagada töökindlus kogu selle kasutusaja jooksul.
Vaakumjoodisjoodisega sõlmede puhul kinnitab survekatse ka seda, et mitmekihilised kõvajoodisega liigendid on täielikult suletud.
Miks see disain EV inverterite jaoks hästi töötab?
Tõmbeinverterid toodavad suhteliselt väikesel alal märkimisväärset soojust.
Toimivuse ja töökindluse säilitamiseks peab jahutussüsteem soojust tõhusalt eemaldama, hoides samal ajal temperatuuri jaotuse võimalikult ühtlasena.
Sellele eesmärgile aitavad kaasa mitmed selle külmplaadi omadused.
Kõrge soojusvoo võime
Puhas vask pakub soojusjuhtivust ligikaudu 400 W/(m·K), võimaldades soojusel kiiresti levida IGBT alusplaadilt jahutusstruktuuri.
Kokkuvolditud ribiosa suurendab sisepinda, samas kui nihutatud ribiosa soodustab jahutusvedeliku tugevamat segunemist ja turbulentsi.
Üheskoos aitavad need vähendada üldist soojustakistust.
Ühtlasem temperatuurijaotus
Keskmise -sisselaskeava ja sümmeetriline voolutee aitavad jahutusvedelikku jahutuspinnal ühtlasemalt jaotada.
See võib vähendada temperatuurikõikumisi mooduli erinevate piirkondade vahel ja parandada üldist soojuslikku tasakaalu.
Usaldusväärne mehaaniline konstruktsioon
Külmplaadil kasutatakse vaakumjoodisjootmist 72Ag28Cu hõbe-vase täiteaine sulamiga, mitte liimide või pehme joodisega.
Tulemuseks on täismetallist vuuk, millel on kõrge struktuurne tugevus ja hea pikaajaline{0}}stabiilsus.
Koos survetestiga annab see täiendavat kindlustunnet nõudlikes autotööstuses ja tööstuslikes rakendustes.
Tüüpilised kvaliteedikontrollid
Osana meie standardsest tootmisprotsessist teostame:
*Pinna tasasuse kontroll
* Serva kvaliteedi kontroll
*6 baari rõhu testimine
*Rõhulanguse salvestamine
Klientidele, kes vajavad täiendavat valideerimist, saame korraldada ka termilise tsükli testid, juhusliku vibratsiooni testimise, rõhuimpulsside testimise ja muud rakendusespetsiifilised{0}}usaldusväärsuse hindamised, mis põhinevad töökeskkonnal.
Kui sisemised uimede struktuurid saavad sageli kõige rohkem tähelepanu, on lõpptöötlus- ja testimisprotsessid sama olulised.
Paljudes suure võimsusega{0}}jahutusrakendustes ei sõltu pikaajaline töökindlus mitte ainult sellest, kui tõhusalt soojust eemaldatakse, vaid ka sellest, kui järjepidevalt külmplaat pärast tuhandeid töötunde toimib.
