鋁材IGBT散熱設(shè)計(jì) 滿足EV所需熱力性能
發(fā)布時(shí)間：2020.12.14 閱讀次數(shù)：657汽車(chē)的電子元件應(yīng)該可靠耐用，在汽車(chē)使用壽命中都無(wú)需維修。然而對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)中，電子元件必需承受高壓高溫環(huán)境，就必須有液體冷卻。顯而易見(jiàn)，冷卻技術(shù)需要精心的技術(shù)研發(fā)，材料需通過(guò)可靠耐用性和適用性的考核，以確保穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。即使技術(shù)要求極高，主機(jī)廠（OEM）的客戶仍不斷追求高產(chǎn)量、低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品。
德納旗下品牌LONG?的熱能管理產(chǎn)品在熱傳導(dǎo)解決方案上有多年經(jīng)驗(yàn)，為絕緣柵雙極晶體管（以下簡(jiǎn)稱IGBT）散熱器的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)提供了基礎(chǔ)。盡管銅導(dǎo)熱性能優(yōu)越，在傳統(tǒng)工藝上用于汽車(chē)制造數(shù)十年，但近年來(lái)已經(jīng)逐漸被更輕、成本更低的鋁所取代。IGBT產(chǎn)品包也超越了常規(guī)意義上的電子解決方案。如今行業(yè)傾向于使用新開(kāi)發(fā)的半導(dǎo)體材料來(lái)定制化設(shè)計(jì)，但量身定做產(chǎn)品包要求熱管理設(shè)備能夠滿足客戶的關(guān)鍵需求，例如更低的成本、更高的品質(zhì)、更輕的重量。
德納的鋁材IGBT散熱設(shè)計(jì)作為一個(gè)卓越的解決方案，可以有效降溫、減少油耗，具有抗腐蝕性，甚至可以回收利用。這一優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)所需的熱力性能和快速熱傳導(dǎo)。
此外，德納還在這一產(chǎn)品上集合了許多其他特性來(lái)滿足行業(yè)要求。由于市場(chǎng)趨向于量身定制的具有更高電流密度半導(dǎo)體材料的熱力解決方案，德納工程師相應(yīng)選取了熱阻。因而德納設(shè)計(jì)了獨(dú)一無(wú)二的散熱系統(tǒng)以專門(mén)針對(duì)這些個(gè)別要求。
動(dòng)力電子工程師也不斷追求實(shí)現(xiàn)高耐用性以對(duì)抗熱疲勞。IGBT壓模過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致內(nèi)層的剝離以致最終失效。德納的散熱解決方案通過(guò)保持整個(gè)系統(tǒng)各層之間適當(dāng)?shù)臒崃吭黾?，?lái)限制接點(diǎn)處的最高溫度。不僅如此，這一緊湊型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能夠?qū)?dòng)力模塊片的兩個(gè)表面散熱，從而實(shí)現(xiàn)最佳性能表現(xiàn)。
“我們不僅是把散熱片貼在IGBT產(chǎn)品上。我們會(huì)根據(jù)性能要求的特殊配置定制一套設(shè)備，且都會(huì)以緊湊、輕量為前提?！钡录{動(dòng)力集團(tuán)技術(shù)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理尼克·卡爾曼說(shuō)。
為了打造如此精密的散熱產(chǎn)品，德納采用的是無(wú)流體的持續(xù)鋁焊，而不是雜亂的溶劑焊。由于溶劑焊的過(guò)程中加入了鹽和離子，會(huì)與冷凍劑反應(yīng)，最終導(dǎo)致傳導(dǎo)性不斷積累。德納專利的無(wú)流體焊接工序通過(guò)消除污染保證了工件清潔，也保持散熱流體的低傳導(dǎo)性。
通過(guò)與電子制造商合作，德納確保IGBT可以和所有車(chē)型的元件接口匹配。德納工程師提高了粘合技術(shù)來(lái)安裝接口層，使連接性更好，優(yōu)化了熱傳導(dǎo)。此外，平整度是元件接口的一個(gè)關(guān)鍵。如果不平整可能會(huì)導(dǎo)致壓模過(guò)熱。通過(guò)減小接觸阻力，德納改善了熱傳導(dǎo)率，從而顯著提高了車(chē)輛的可靠性。