IGBT 냉각용 진공 브레이징 구리 냉각판의 품질 관리
이전 기사에서는 이 제품의 내부 디자인에 대해 논의했습니다.진공 브레이징 구리 냉각판, 포함접힌 핀 구조, 오프셋 핀 구조, 순수 구리 및 은{0}}구리 브레이징 합금을 선택하는 이유.
그러나 효율적인 내부 흐름 경로를 갖는 것은 솔루션의 일부일 뿐입니다.
IGBT 모듈 및 기타 고전력 전자 장치의 경우{0}}최종 열 성능은 흔히 간과되는 두 가지 요소에 따라 크게 달라집니다.
* 장착면의 평탄도
* 냉각 채널의 밀봉 신뢰성
잘 설계된 냉각판이라도 접촉 표면이 충분히 평평하지 않거나 납땜 구조가 장기간의 압력과 열 순환을 견딜 수 없으면 성능이 저하될 수 있습니다.-
이것이 바로 모든 냉각판이 배송 전에 최종 가공과 압력 테스트를 거치는 이유입니다.
진공 브레이징 후 플라이 커팅을 수행하는 이유
동안진공 놋쇠로 만드는 과정,구리 어셈블리는 고온으로 가열된 다음 다시 실온으로 냉각됩니다.
프로세스를 신중하게 제어하더라도 약간의 왜곡이 여전히 발생할 수 있습니다. 어떤 경우에는 약간의 납땜 잔여물이 장착 표면에 남아 있을 수도 있습니다.
많은 기계 부품의 경우 이는 큰 문제가 아닐 수 있습니다.
그러나 IGBT 냉각판의 경우 표면 평탄도는 열 저항에 직접적인 영향을 미칩니다.
장착면을 복원하기 위해 브레이징 후 플라이 커팅을 수행합니다.
플라이 절단은 단일 지점 절단 도구를 사용하여{0}}넓은 영역에 걸쳐 매우 평평한 표면을 만드는 가공 공정입니다.
플라이 컷팅 후 전체 접촉 영역에 걸쳐 장착 표면 평탄도를 0.05mm 이내로 제어합니다. 또한 IGBT 모듈 장착 시 균일한 접촉 압력을 보장하기 위해 가장자리와 표면 중심 사이의 높이 차이를 0.01mm 미만으로 제한합니다.
이러한 값은 임의의 제조 목표가 아닌 실제 열 인터페이스 재료 성능을 기반으로 합니다.
대부분의 열 그리스 및 상{0}}변화 재료는 작은 표면 틈을 보완할 수 있지만, 틈이 너무 커지면 모듈과 냉각판 사이에 에어 포켓이 남게 됩니다. 공기는 열전도율이 매우 낮기 때문에 접촉 열 저항이 크게 증가합니다. 그 결과 접합 온도가 높아지고 냉각 성능이 저하됩니다.
가장자리 평탄도가 중요한 이유
평탄도를 논의할 때 많은 사람들은 장착 표면의 중앙에만 초점을 맞춥니다.
실제로 가장자리 조건도 똑같이 중요합니다.
가공 후 가장자리가 둥글거나 중심보다 약간 낮은 경우 IGBT 모듈은 냉각판 표면의 일부에만 접촉할 수 있습니다.
이로 인해 불균일한 조임력이 발생하고 모듈 베이스플레이트 전체에 불균일한 열 전달이 발생할 수 있습니다.
시간이 지남에 따라 특히 고전력 애플리케이션에서 국지적인 핫스팟이 발생할 수 있습니다.-
이러한 이유로 우리는 생산 과정에서 전반적인 평탄도와 가장자리 품질을 모두 검사합니다.
목표는 조립 후 전체 장착 표면이 균일한 접촉 압력을 얻을 수 있도록 하는 것입니다.
모든 냉각판은 압력 테스트를 거쳤습니다.
가공이 완료된 후 완성된 각 냉각판은 배송 전에 압력 테스트를 거칩니다. 테스트는 6 Bar의 압력에서 건조 질소를 사용하여 수행되며, 압력은 10분간 유지됩니다. 검사를 통과하려면 테스트 전반에 걸쳐 압력 강하가 0.05Bar 미만으로 유지되어야 하며, 눈에 띄는 누출이 없고 구조물의 영구 변형이 없어야 합니다.
이 테스트는 납땜 조인트의 무결성과 전체 구조의 강도를 모두 확인합니다.
6bar에서 테스트하는 이유
대부분의 EV 냉각 시스템은 6Bar보다 훨씬 낮은 압력에서 작동합니다.
일반적인 냉각수 루프 압력은 정상 작동 중에 약 1.5~2.5Bar인 경우가 많습니다.
더 높은 압력에서 테스트하면 다음과 같은 실제 조건에 대해 추가 안전 여유가 제공됩니다.-
* 작동 중 압력 변동
* 열팽창과 수축
* 차량 진동
* 장기-노화
즉, 냉각판은 사용 수명 전반에 걸쳐 안정적인 성능을 보장하기 위해 정상적인 작동 조건 이상으로 테스트됩니다.
진공 브레이징 어셈블리의 경우 압력 테스트를 통해 다층 브레이징 조인트가 완전히 밀봉되었는지도 확인합니다.
이 설계가 EV 인버터에 적합한 이유
트랙션 인버터는 상대적으로 작은 영역 내에서 상당한 열을 발생시킵니다.
성능과 신뢰성을 유지하려면 냉각 시스템이 열을 효율적으로 제거하는 동시에 온도 분포를 최대한 균일하게 유지해야 합니다.
이 냉각판의 여러 기능이 해당 목표에 기여합니다.
높은 열유속 성능
순수 구리는 약 400W/(m·K)의 열 전도성을 제공하므로 IGBT 베이스플레이트에서 냉각 구조로 열이 빠르게 확산됩니다.
접힌 핀 부분은 내부 표면적을 늘리는 반면, 오프셋 핀 부분은 냉각수 혼합과 난류를 더욱 강력하게 촉진합니다.
함께 사용하면 전반적인 열 저항을 줄이는 데 도움이 됩니다.
더욱 균일한 온도 분포
중앙-공급 입구와 대칭 흐름 경로는 냉각수를 냉각 표면 전체에 더욱 고르게 분배하는 데 도움이 됩니다.
이를 통해 모듈의 여러 영역 간의 온도 변화를 줄이고 전반적인 열 균형을 향상할 수 있습니다.
안정적인 기계 구조
냉각판은 접착제나 연납 대신 72Ag28Cu 은-구리 필러 합금을 사용한 진공 브레이징을 사용합니다.
그 결과 높은 구조적 강도와 우수한 장기 안정성을 갖춘 완전 금속 조인트가 탄생했습니다.-
압력 테스트와 결합되어 까다로운 자동차 및 산업 응용 분야에 대한 추가적인 확신을 제공합니다.
일반적인 품질 검사
표준 생산 프로세스의 일환으로 당사는 다음을 수행합니다.
*표면 평탄도 검사
*엣지 품질 검사
*6 바 압력 테스트
*압력 강하 기록
추가 검증이 필요한 고객을 위해 열 주기 테스트, 무작위 진동 테스트, 압력 펄스 테스트 및 운영 환경에 따른 기타{0}}애플리케이션별 신뢰성 평가도 준비할 수 있습니다.
내부 핀 구조가 가장 많은 관심을 받는 경우가 많지만 최종 가공 및 테스트 프로세스도 마찬가지로 중요합니다.
많은 고전력 냉각 애플리케이션에서 장기적인- 신뢰성은 열이 얼마나 효과적으로 제거되는지뿐만 아니라 수천 시간 작동 후 냉각판이 얼마나 일관되게 작동하는지에 따라 달라집니다.
