เทคโนโลยีพื้นผิวการกระจายความร้อนของโมดูลพลังงาน IGBT เกรดยานยนต์

สาเหตุหลักของความล้มเหลวของโมดูลพลังงาน GBT คือความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากอุณหภูมิที่มากเกินไปการจัดการระบายความร้อนที่ดีมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเสถียรและความน่าเชื่อถือของโมดูลพลังงาน IGBTตัวควบคุมมอเตอร์ของรถยนต์พลังงานใหม่เป็นส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงโดยทั่วไป และความหนาแน่นของพลังงานยังคงเพิ่มขึ้นด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของรถยนต์พลังงานใหม่โมดูลพลังงาน IGBT ในตัวควบคุมมอเตอร์จะสร้างความร้อนจำนวนมากเนื่องจากการทำงานเป็นเวลานานและการสลับบ่อยครั้งเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวของโมดูลพลังงาน IGBT ก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นกัน ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพเอาต์พุตของมอเตอร์และความน่าเชื่อถือของระบบขับเคลื่อนยานพาหนะในที่สุด.ดังนั้น เพื่อรักษาการทำงานที่เสถียรของโมดูลพลังงาน IGBT จึงจำเป็นต้องมีการออกแบบการกระจายความร้อนที่เชื่อถือได้และช่องกระจายความร้อนที่ราบรื่นเพื่อลดความร้อนภายในของโมดูลอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของดัชนีความน่าเชื่อถือของโมดูล

1. หน้าที่และประเภทของพื้นผิวการระบายความร้อนของโมดูล IGBT

ซับสเตรตกระจายความร้อนเป็นโครงสร้างฟังก์ชันการกระจายความร้อนหลักและช่องสัญญาณของโมดูลพลังงาน IGBT และยังเป็นส่วนประกอบสำคัญที่มีมูลค่าค่อนข้างสูงในโมดูลคุณสมบัติต่างๆ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่เข้ากัน ความแข็งและความทนทานที่เพียงพอ

1. พื้นผิวระบายความร้อนด้วยเข็มทองแดง

ซับสเตรตกระจายความร้อนชนิดพินทองแดงมีโครงสร้างพินครีบ ซึ่งเพิ่มพื้นที่ผิวการกระจายความร้อนอย่างมาก ทำให้โมดูลพลังงานสร้างโครงสร้างการระบายความร้อนโดยตรงของพินครีบ ปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของโมดูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ และส่งเสริมการย่อส่วนโมดูลเซมิคอนดักเตอร์พลังงานเนื่องจากโมดูลเซมิคอนดักเตอร์กำลังสำหรับตัวควบคุมมอเตอร์ของรถยนต์พลังงานใหม่มีความต้องการสูงในด้านประสิทธิภาพการกระจายความร้อนและการย่อส่วน จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านยานยนต์พลังงานใหม่

การไหลของกระบวนการของพื้นผิวการกระจายความร้อนของเข็มทองแดงแสดงอยู่ในรูปด้านบนขั้นตอนหลักของการผลิตประกอบด้วย: การออกแบบแม่พิมพ์ การพัฒนาและการผลิต การตีขึ้นรูปด้วยความเย็น การเจาะขึ้นรูป การตัดเฉือน CNC การทำความสะอาด การหลอม การพ่นทราย การดัดโค้ง การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า การต้านทาน การบัดกรี/การแกะสลัก รหัสการตรวจสอบย้อนกลับ การทดสอบการตรวจสอบ ฯลฯ

2. แผ่นระบายความร้อนฐานแบนทองแดง

ซับสเตรตกระจายความร้อนก้นแบนทองแดงเป็นโครงสร้างกระจายความร้อนทั่วไปสำหรับโมดูลเซมิคอนดักเตอร์กำลังในฟิลด์ดั้งเดิมหน้าที่หลักคือการถ่ายเทความร้อนของโมดูลออกสู่ภายนอกและให้การสนับสนุนเชิงกลสำหรับโมดูลผลิตภัณฑ์นี้มักใช้ในการควบคุมอุตสาหกรรมและสาขาอื่นๆ และปัจจุบันยังใช้ในสาขาที่เกิดใหม่ เช่น การผลิตพลังงานใหม่และการจัดเก็บพลังงาน

การไหลของกระบวนการของซับสเตรตกระจายความร้อนก้นแบนทองแดงแสดงอยู่ในรูปด้านบนขั้นตอนการผลิตหลักประกอบด้วย: การตัด, การเจาะรูและการทำให้ว่างเปล่า, การกลึง CNC, การเจาะ/การทำให้แบนเจ้านาย, การพ่นทราย, การชุบด้วยไฟฟ้า, การดัดโค้ง, หน้ากากประสาน, การทดสอบการตรวจสอบ เป็นต้น

2. วิธีการกระจายความร้อนของโมดูลพลังงาน IGBT เกรดยานยนต์

ในปัจจุบัน โมดูลพลังงาน IGBT ระดับยานยนต์โดยทั่วไปใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับการกระจายความร้อน และการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบ่งออกเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อมและการระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรง

1. การระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อม

การระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อมใช้พื้นผิวที่กระจายความร้อนด้านล่างชั้นของจาระบีซิลิโคนที่นำความร้อนถูกทาไว้ใต้พื้นผิวซึ่งติดแน่นกับแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวของเหลวระบายความร้อนจะถูกส่งผ่านแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวเส้นทางการกระจายความร้อนคือชิป-DBC ซับสเตรต-ก้นแบน-ซับสเตรตกระจายความร้อน-ซิลิกอนระบายความร้อน จาระบี-ของเหลว แผ่นเย็น-สารหล่อเย็นกล่าวคือ ชิปเป็นแหล่งความร้อน และความร้อนจะถูกส่งไปยังแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นส่วนใหญ่ผ่านซับสเตรต DBC ซับสเตรตกระจายความร้อนก้นแบน และจาระบีซิลิโคนนำความร้อน จากนั้นแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวจะปล่อยความร้อนผ่านการระบายความร้อนด้วยของเหลวและการพาความร้อน

ในการระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อม โมดูลพลังงาน IGBT จะไม่สัมผัสกับของเหลวหล่อเย็นโดยตรง และประสิทธิภาพการกระจายความร้อนไม่สูง ซึ่งจำกัดความหนาแน่นพลังงานของโมดูลพลังงาน

2. การระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรง

การระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงใช้พื้นผิวการกระจายความร้อนแบบพินซับสเตรตกระจายความร้อนที่ด้านล่างของโมดูลจ่ายไฟเพิ่มโครงสร้างการกระจายความร้อนแบบพินครีบ ซึ่งสามารถเพิ่มได้โดยตรงด้วยวงแหวนซีลเพื่อกระจายความร้อนผ่านสารหล่อเย็นเส้นทางการกระจายความร้อนคือชิป-DBC ซับสเตรต-พิน ซับสเตรตกระจายความร้อน -สารหล่อเย็น ไม่จำเป็นต้องใช้จาระบีระบายความร้อนวิธีนี้ทำให้โมดูลพลังงาน IGBT สัมผัสโดยตรงกับสารหล่อเย็น ความต้านทานความร้อนโดยรวมของโมดูลสามารถลดลงได้ประมาณ 30% และโครงสร้างพินครีบจะเพิ่มพื้นที่ผิวการกระจายความร้อนอย่างมาก ดังนั้นประสิทธิภาพการกระจายความร้อนจึงดีขึ้นอย่างมาก และความหนาแน่นพลังงานของโมดูลพลังงาน IGBT ยังสามารถออกแบบให้สูงขึ้นได้อีกด้วย