Otomotiv sınıfı IGBT güç modülü ısı dağılımı alt tabaka teknolojisi

GBT güç modülünün arızalanmasının ana nedeni, aşırı sıcaklığın neden olduğu termal strestir.İyi termal yönetim, IGBT güç modülünün kararlılığı ve güvenilirliği için son derece önemlidir.Yeni enerji taşıtı motor kontrolörü tipik bir yüksek güç yoğunluklu bileşendir ve yeni enerji taşıtlarının performans gerekliliklerinin iyileştirilmesiyle güç yoğunluğu hala artmaktadır.Motor kontrol cihazındaki IGBT güç modülü, uzun süreli çalışma ve sık anahtarlama nedeniyle çok fazla ısı üretecektir.Sıcaklık yükseldikçe, IGBT güç modülünün arıza olasılığı da önemli ölçüde artacak ve bu da sonunda motorun çıkış performansını ve araç tahrik sisteminin güvenilirliğini etkileyecektir..Bu nedenle, IGBT güç modülünün kararlı çalışmasını sürdürmek için, modül güvenilirlik indeksinin gereksinimlerini karşılamak üzere modülün iç ısısını hızlı ve etkili bir şekilde azaltmak için güvenilir bir ısı dağıtma tasarımı ve pürüzsüz bir ısı dağıtma kanalı gereklidir.

1. IGBT modülünün ısı yayma alt tabakasının işlevi ve türü

Isı dağıtma alt tabakası, IGBT güç modülünün temel ısı dağıtma işlevi yapısı ve kanalıdır ve aynı zamanda modülde nispeten yüksek bir değere sahip önemli bir bileşendir.Eşleşen termal genleşme katsayısı, yeterli sertlik ve dayanıklılık gibi özellikler.

1. Bakır iğne ısı emici alt tabaka

Bakır pim tipi ısı dağıtma alt tabakası, ısı dağıtma yüzey alanını büyük ölçüde artıran, güç modülünün bir pim kanatlı doğrudan soğutma yapısı oluşturmasına izin veren, modülün ısı dağıtma performansını etkin bir şekilde iyileştiren ve güç yarı iletken modülünün minyatürleştirilmesini teşvik eden bir pim kanatlı yapıya sahiptir.Yeni enerji araçlarının motor kontrolörleri için güç yarı iletken modülleri, ısı dağılımı verimliliği ve minyatürleştirme için yüksek gereksinimlere sahip olduğundan, yeni enerji araçları alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bakır iğne ısı dağıtma alt tabakasının işlem akışı yukarıdaki şekilde gösterilmiştir.Üretimin ana adımları şunları içerir: kalıp tasarımı, geliştirme ve imalat, soğuk hassas dövme, şekillendirme delme, CNC işleme, temizleme, tavlama, kumlama, bükme arkı, galvanik kaplama, direnç Lehimleme/gravür izlenebilirlik kodu, muayene testi vb.

2. Bakır düz tabanlı ısı emici

Bakır düz tabanlı ısı dağıtma alt tabakası, geleneksel alanda güç yarı iletken modülleri için ortak bir ısı dağıtma yapısıdır.Ana işlevi modülün ısısını dışarıya aktarmak ve modüle mekanik destek sağlamaktır.Bu ürün geleneksel olarak endüstriyel kontrol ve diğer alanlarda kullanılmaktadır ve şu anda yeni enerji, güç üretimi ve enerji depolama gibi gelişmekte olan alanlarda da kullanılmaktadır.

Bakır düz tabanlı ısı dağıtma alt tabakasının işlem akışı yukarıdaki şekilde gösterilmiştir.Ana üretim adımları şunları içerir: kesme, delme ve kesme, CNC işleme, patronu delme/düzleştirme, kumlama, galvanik kaplama, bükme arkı, lehim maskesi, muayene testi vb.

2. Otomotiv sınıfı IGBT güç modülünün ısı yayma yöntemi

Şu anda, otomotiv sınıfı IGBT güç modülleri, ısı dağıtımı için genellikle sıvı soğutma kullanır ve sıvı soğutma, dolaylı sıvı soğutma ve doğrudan sıvı soğutma olarak ikiye ayrılır.

1. Dolaylı sıvı soğutma

Dolaylı sıvı soğutma, düz tabanlı bir ısı yayan alt tabaka kullanır.Sıvı soğutmalı plakaya yakından bağlı olan alt tabakanın altına bir ısı ileten silikon gres tabakası uygulanır.Soğutma sıvısı, sıvı soğutmalı plakadan geçirilir.Isı dağıtma yolu, çip-DBC alt tabaka-düz tabanlı ısı yayan alt tabaka-termal silikon Gres-sıvı soğuk levha-soğutucudur.Yani, çip ısı kaynağıdır ve ısı esas olarak sıvı soğutma plakasına DBC alt tabakası, düz tabanlı ısı dağıtma alt tabakası ve termal iletken silikon gres yoluyla iletilir ve sıvı soğutma plakası daha sonra sıvı soğutma ve konveksiyon yoluyla ısıyı boşaltır.

Dolaylı sıvı soğutmada, IGBT güç modülü soğutma sıvısıyla doğrudan temas etmez ve ısı dağıtma verimliliği yüksek değildir, bu da güç modülünün güç yoğunluğunu sınırlar.

2. Doğrudan sıvı soğutma

Doğrudan sıvı soğutma, pim tipi bir ısı dağıtma alt tabakası kullanır.Güç modülünün alt kısmında bulunan ısı dağıtma alt tabakası, ısıyı soğutma sıvısından dağıtmak için bir sızdırmazlık halkasıyla doğrudan eklenebilen bir pin-fin ısı dağıtma yapısı ekler.Isı dağıtım yolu, çip-DBC alt tabaka-pin ısı dağıtım alt tabakasıdır - Soğutucu, termal gres kullanmaya gerek yoktur.Bu yöntem, IGBT güç modülünün soğutucu ile doğrudan temas etmesini sağlar, modülün genel termal direnci yaklaşık %30 oranında azaltılabilir ve pin-fin yapısı ısı dağıtım yüzey alanını büyük ölçüde artırır, böylece ısı dağıtım verimliliği büyük ölçüde iyileştirilir ve IGBT güç modülünün güç yoğunluğu da daha yüksek tasarlanabilir.