Teknologi media pembuangan panas modul daya IGBT kelas otomotif

Alasan utama kegagalan modul daya GBT adalah tekanan termal yang disebabkan oleh suhu yang berlebihan.Manajemen termal yang baik sangat penting untuk stabilitas dan keandalan modul daya IGBT.Pengontrol motor kendaraan energi baru adalah tipikal komponen kepadatan daya tinggi, dan kepadatan daya masih meningkat dengan peningkatan persyaratan kinerja kendaraan energi baru.Modul daya IGBT di pengontrol motor akan menghasilkan banyak panas karena pengoperasian jangka panjang dan sering berpindah.Saat suhu naik, kemungkinan kegagalan modul daya IGBT juga akan meningkat secara signifikan, yang pada akhirnya akan memengaruhi kinerja keluaran motor dan keandalan sistem penggerak kendaraan..Oleh karena itu, untuk mempertahankan pengoperasian modul daya IGBT yang stabil, desain pembuangan panas yang andal dan saluran pembuangan panas yang mulus diperlukan untuk mengurangi panas internal modul dengan cepat dan efektif untuk memenuhi persyaratan indeks keandalan modul.

1. Fungsi dan jenis substrat pembuangan panas modul IGBT

Substrat pembuangan panas adalah struktur dan saluran fungsi pembuangan panas inti dari modul daya IGBT, dan juga merupakan komponen penting dengan nilai yang relatif tinggi dalam modul.Fitur seperti koefisien ekspansi termal yang cocok, kekerasan dan daya tahan yang cukup.

1. Substrat pendingin jarum tembaga

Substrat pembuangan panas tipe pin tembaga memiliki struktur sirip pin, yang sangat meningkatkan luas permukaan pembuangan panas, memungkinkan modul daya untuk membentuk struktur pendinginan langsung sirip pin, secara efektif meningkatkan kinerja pembuangan panas modul, dan mempromosikan miniaturisasi modul semikonduktor daya.Karena modul semikonduktor daya untuk pengontrol motor kendaraan energi baru memiliki persyaratan tinggi untuk efisiensi dan miniaturisasi pembuangan panas, mereka telah banyak digunakan di bidang kendaraan energi baru.

Aliran proses substrat pembuangan panas jarum tembaga ditunjukkan pada gambar di atas.Langkah-langkah utama produksi meliputi: desain cetakan, pengembangan dan manufaktur, penempaan presisi dingin, meninju membentuk, mesin CNC, pembersihan, anil, sandblasting, busur lentur, elektroplating, resistansi Solder / ukiran kode ketertelusuran, uji inspeksi, dll.

2. Pendingin dasar tembaga datar

Substrat pembuangan panas bawah datar tembaga adalah struktur pembuangan panas yang umum untuk modul semikonduktor daya di bidang tradisional.Fungsi utamanya adalah untuk mentransfer panas modul ke luar dan memberikan dukungan mekanis untuk modul tersebut.Produk ini secara tradisional digunakan dalam kontrol industri dan bidang lainnya, dan saat ini juga digunakan di bidang baru seperti pembangkit listrik energi baru dan penyimpanan energi.

Aliran proses substrat pembuangan panas dasar datar tembaga ditunjukkan pada gambar di atas.Langkah-langkah produksi utama meliputi: mencukur, meninju dan mengosongkan, pemesinan CNC, meninju / meratakan bos, peledakan pasir, pelapisan listrik, busur pembengkokan, topeng solder, uji inspeksi dll.

2. Metode pembuangan panas modul daya IGBT kelas otomotif

Saat ini, modul daya IGBT tingkat otomotif umumnya menggunakan pendingin cair untuk pembuangan panas, dan pendinginan cair dibagi menjadi pendinginan cair tidak langsung dan pendinginan cair langsung.

1. Pendinginan cairan tidak langsung

Pendinginan cairan tidak langsung menggunakan substrat penghilang panas dengan alas datar.Lapisan minyak silikon penghantar panas diaplikasikan di bawah substrat, yang melekat erat ke pelat berpendingin cairan.Cairan pendingin dilewatkan melalui pelat berpendingin cairan.Jalur pembuangan panas adalah substrat chip-DBC-substrat-flat-bottomed substrat-panas-silikon termal Grease-liquid cold plate-coolant.Artinya, chip adalah sumber panas, dan panas terutama dialirkan ke pelat pendingin cair melalui substrat DBC, substrat pembuangan panas dasar datar, dan pelumas silikon konduktif termal, dan pelat pendingin cair kemudian melepaskan panas melalui pendinginan cair dan konveksi.

Dalam pendinginan cairan tidak langsung, modul daya IGBT tidak langsung bersentuhan dengan cairan pendingin, dan efisiensi pembuangan panas tidak tinggi, yang membatasi kerapatan daya modul daya.

2. Pendinginan cairan langsung

Pendinginan cairan langsung menggunakan substrat pembuangan panas tipe pin.Substrat pembuangan panas yang terletak di bagian bawah modul daya menambahkan struktur pembuangan panas pin-fin, yang dapat langsung ditambahkan dengan cincin penyegel untuk menghilangkan panas melalui cairan pendingin.Jalur pembuangan panas adalah substrat pembuangan panas chip-DBC-pin substrat -Coolant, tidak perlu menggunakan pelumas termal.Metode ini membuat modul daya IGBT bersentuhan langsung dengan pendingin, ketahanan termal keseluruhan modul dapat dikurangi sekitar 30%, dan struktur pin-fin sangat meningkatkan luas permukaan pembuangan panas, sehingga efisiensi pembuangan panas sangat meningkat, dan kerapatan daya modul daya IGBT juga dapat dirancang lebih tinggi.