IGBT un SiC moduļi invertoros bieži darbojas virs 200 W/cm². Alumīnija aukstā plāksne var cīnīties, lai pietiekami ātri izplatītu siltumu. Bet pat tīra vara aukstumplāksne neizdosies, ja iekšējās spuras nebūs droši savienotas.
Šajā rakstā ir paskaidrots, kāpēc mēs izvēlējāmiesvakuumlodēšana ar 72%Ag – 28%Cu pildmetālumūsu vara ūdens blokam un kā tas iztur 6 bar spiediena pārbaudi.
1. Problēma ar mīkstlodēšanu vai lodlodēšanu uz vara
Mīksts lodmetāls (uz alvas svina bāzes):
Zema siltumvadītspēja (~60 W/(m·K)) savienojuma vietā rada sašaurinājumu.
Zema kušanas temperatūra un slikta šļūdes pretestība – termiskās cikla laikā savienojumi ir vaļīgāki.
Lodēšana ar lāpu (liesmu) gaisā:
Varš ātri oksidējas augstā temperatūrā.
Oksīda slānis neļauj pildvielai samitrināt virsmu, atstājot tukšumus.
Nav atkārtojams sarežģītām salocītu spuru ģeometrijām.
Abas metodes rada noplūdes vai augstu termisko pretestību pēc mēnešiem vibrējošā EV vidē.
2. Kāpēcvakuumlodēšanair atšķirīgs
Mēs izmantojam vakuuma krāsni ar spiedienu zem 10⁻³ Pa.
Bez skābekļa → nav vara oksīda → pildmetāls mitrina katru virsmu.
Vienmērīga siltuma sadale → minimāls plāno spuru izkropļojums.
Lodēšanas savienojumi ir tīri, spīdīgi un konsekventi no partijas uz partiju.
3. Kāpēc 72Ag28Cu (sudraba-vara) pildviela?
Tas ir gandrīz eitektisks sakausējums (kūst aptuveni 780 grādu temperatūrā). Tas pārspēj citus pildvielas tīra vara komplektiem:
* Siltumvadītspēja ≈ 380 W/(m·K)– ļoti tuvu tīram vara. Lodētais savienojums nekļūst par karstu vietu.
* Lieliski mitrina varu– izkausētais 72Ag28Cu ieplūst spraugās, kuru biezums ir līdz 0,05 mm, pilnībā aizpildot salocītu spuru sakni.
* Augsta locītavas izturība– stiepes izturība 300–400 MPa, daudz augstāka par mīkstlodmetālu. Tas ļauj aukstajai plāksnei noturēt 6 bāru spiedienu bez deformācijas.
* Galvaniskā saderība– sudrabam un vara ir līdzīgs elektrodu potenciāls glikola-ūdens dzesēšanas šķidrumā, tāpēc nav paātrinātas korozijas.
4.Kā mēs uzklājam četrus lodēšanas špakteles slāņus — atbilstoši piecu slāņu slāņiem
Mūsu ūdens bloks nav vienkārša kaste. Tas ir būvēts nopieci vara slāņi(no apakšas uz augšu):
-Pamatplāksne
-Atdalīšanas plāksne (atdala sadalītās spuras no salocītām spurām)
-Vāks (mājoklis)
Starpkatrs blakus esošais pārisno šiem slāņiem uzliekam 72Ag28Cu lodēšanas pildvielas loksni. Tas nozīmēčetri pildvielas metāla slāņikopā. Visa kaudze ir tadvakuumlodētsvienā ciklā.
Lodēšanas laikā izkausētā pildviela samitrina katra slāņa abas virsmas un pilnībā noblīvē katru saskarni. Šī metode rada spēcīgu, hermētisku savienojumu starp visām iekšējām starpsienām, tostarp salocīto spuru zonu, pakāpju spuras zonu un atgriešanas kanālu. Katram spuru komplektam nav nepieciešams atsevišķs lodēšanas solis.
5. Validācija: 6 bāru spiediena pārbaude, 10 minūtes
Katra gatavā aukstā plāksne tiek pārbaudīta ar sauso slāpekli plkst6 bāri (600 kPa)uz 10 minūtēm.
Pieļaujamais spiediena kritums: < 0,05 bāri
Nav redzama vai izmērāma paliekoša deformācija.
Kāpēc 6Bar?
Tipiskā EV dzesēšanas sistēma darbojas ar 1,5–2,5 bar. 6Bārs nodrošina 2–3 reizes lielāku drošības rezervi — pietiekami, lai izturētu ūdens āmuru, augstuma izmaiņas un ilgstošu novecošanos.
Šī testa izturēšana pierāda, ka vakuumlodētie savienojumi ir patiesi hermētiski un vara konstrukcija var izturēt iekšējo spiedienu.
Kopsavilkums un turpmākās darbības
Tīrs varšaukstā plāksnenodrošina savu termisko potenciālu tikai tad, kadkatrs savienojums ir uzticams. Vakuuma cietlodēšana ar 72Ag28Cu pildvielu metālu (uzklāta četros slāņos) nodrošina mums augstu siltumvadītspēju, mehānisko izturību un hermētiskumu, kas iztur 6 bar testu.
Lai iegūtu detalizētu plūsmas ceļa dizainu — kā mēs izmantojam salocītas spuras un sadalītas spuras, lai iegūtu siltumu, izlasiet mūsu otro rakstu:
Salocīta spura pret pakāpju spuru: šķidrās aukstās plāksnes plūsmas dizains
