IGBT 冷却用の真空ろう付け銅コールドプレートの品質管理 - ニュース

IGBT冷却用真空ろう付け銅コールドプレートの品質管理

前回の記事では、この内部設計について説明しました。真空ろう付け銅コールドプレート、を含む折り畳まれたフィン構造, オフセットフィン構造、および純銅と銀{0}}銅ろう付け合金を選択する理由。

ただし、効率的な内部流路を確保することは、解決策の一部にすぎません。

IGBT モジュールやその他の高出力電子デバイスの場合、最終的な熱性能は、見落とされがちな次の 2 つの要素にも大きく依存します。{0}

※取付面の平面度

※冷却チャンネルのシール信頼性

-適切に設計されたコールドプレートであっても、接触面が十分に平坦でなかったり、ろう付け構造が長期間の圧力や熱サイクルに耐えられなかったりすると、性能が低下する可能性があります。-

このため、すべてのコールドプレートは出荷前に最終機械加工と圧力テストを経ます。

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真空ろう付け後にフライカットを行う理由

その間、真空ろう付けプロセス、銅アセンブリは高温に加熱され、その後室温に冷却されます。

プロセスは注意深く制御されていますが、それでも少量の歪みが発生する可能性があります。場合によっては、取り付け面にわずかなろう付けの残りが残る場合もあります。

多くの機械部品では、これは大きな問題ではない可能性があります。

ただし、IGBT コールドプレートの場合、表面の平坦度は熱抵抗に直接影響します。

取付面を修復するため、ロウ付け後にフライカットを行っております。

フライカットは、単一点切削工具を使用して広い面積にわたって非常に平坦な表面を作成する加工プロセスです。-

フライカット後の取付面平面度は接触面全域で0.05mm以内に管理しております。また、IGBTモジュール装着時の接触圧力を均一にするため、表面の端と中央の高低差を0.01mm未満に抑えています。

これらの値は、任意の製造目標ではなく、実際のサーマルインターフェイス材料の性能に基づいています。

ほとんどのサーマルグリースと相変化材料は、小さな表面ギャップを補うことができますが、ギャップが大きくなりすぎると、モジュールとコールドプレートの間にエアポケットが残ります。{0}}空気は熱伝導率が非常に低いため、接触熱抵抗が大幅に増加します。その結果、ジャンクション温度が上昇し、冷却性能が低下します。

エッジの平坦性も重要な理由

平面度について議論するとき、多くの人は取り付け面の中心だけに注目します。

実際には、エッジの状態も同様に重要です。

加工後にエッジが丸くなっているか、中心よりわずかに低い場合、IGBT モジュールはコールドプレート表面の一部にしか接触しない可能性があります。

これにより、モジュールのベースプレート全体に不均一なクランプ力と不均一な熱伝達が生じる可能性があります。

時間の経過とともに、特に高電力アプリケーションでは、局所的なホットスポットが発生する可能性があります。{0}

このため、製造時に全体の平坦度とエッジの品質の両方を検査します。

目標は、組み立て後に取り付け面全体で均一な接触圧力を確実に達成できるようにすることです。

すべてのコールドプレートは圧力テストを受けています

機械加工が完了した後、完成したコールドプレートは出荷前に圧力テストを受けます。試験は、6 Bar の圧力で乾燥窒素を使用して実行され、その圧力は 10 分間維持されます。検査に合格するには、テスト全体を通して圧力降下が 0.05 Bar 未満に維持され、目に見える漏れや構造の永久変形がないことが必要です。

このテストでは、ろう付け接合部の完全性と全体の構造の強度の両方を検証します。

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