EV IGBT Güç Modülü Soğutucusu: 6063-T5 Ekstrüzyon + CNC, 0.05mm Düzlük
Bir IGBT güç modülü, yalnızca soğutucusuyla arasındaki arayüz kadar güvenilirdir. Tam çekiş yükü altında modül bu arayüze yüzlerce watt aktarır ve montaj yüzeyi düz değilse termal ped boşluğu kapatamaz - modül sıcak çalışır ve erken güç düşürür. Ekstrüde alüminyum, bir araçta işe yarayan maliyetle kanatçık alanı sağlar, ancak 0.05mm'lik bir montaj yüzeyini ve üzerine işlenmiş bir sızdırmazlık kanalını korumak, bir soğutucuyu gerçek bir termal çözümden ayıran şeydir.
Proje Arka Planı & Zorluk
Birkaç EV programına Tier-1 partneri olarak hizmet veren Avrupa'daki bir güç elektroniği tedarikçisi, bir çekiş invertörü IGBT modülü için sıvı soğutmalı bir soğutucu getirdi. Ekstrüde profil zaten tasarlanmış ve kağıt üzerinde doğrulanmıştı: 6063-T5 alüminyum, geniş düz bir üst yüzeye sahip kanatçıklı bir taban, altından bir soğutma kanalı beslemeli. Hacimler ayda 5.000 adet olarak belirlendi. Kağıt üzerinde parça rutin görünüyordu. Çizim farklı bir hikaye anlatıyordu.
Önce yerel bir ekstrüzyon firmasını denemişlerdi. Profil iyi çıktı ve fiyat uygundu, ancak işlenmiş üst yüzey seri üretimde düzlüğü asla koruyamadı ve müşterinin kendi kalifikasyon testleri sırasında sızdırmazlık kaçakları ortaya çıktı. Ekstrüzyon tedarikçisi şekli oluşturabiliyordu ancak işlenmiş arayüz veya sızdırmazlık kanalı için bir cevabı yoktu, bu yüzden sorumluluk iki şirket arasında kaldı ve bitmiş parçanın sahibi kimse yoktu. Çizim bize bu şekilde ulaştı.
Ekstrüde edilmiş haliyle montaj yüzeyi, bir güç modülünü oturtmak için asla yeterince düz değildir. Ekstrüzyon, uzunluk boyunca doğal bir eğrilik ve burulma bırakır - bu genişlikteki bir yüzeyde tipik olarak 0.2 ila 0.3mm - ve hiçbir termal arayüz malzemesi, bir IGBT modülünün güvenle dayanabileceği kenetleme basıncında bunu telafi edemez. Modül, montaj yüzeyinin 0.05mm içinde düz olmasını gerektirir. Bu yüzeyin çevresinde modül contası için bir sızdırmazlık kanalı bulunur ve kanal genişliği veya derinliği değişirse conta ya sızdırır ya da aşırı sıkışır. Hem modüle hem de kart mesnetlerine konumlanması gereken montaj deliklerini de ekleyin, tüm üst yüzeyin ekstrüzyondan sonra yeniden işlenmesi gerekir.
Sonra termal döngü var. Hizmetteki bir invertör binlerce ısınma-soğuma döngüsü görür ve parçada ekstrüzyondan veya ağır işlemeden kalan herhangi bir artık gerilme zamanla düzlüğü hareket ettirir. Tezgahta 0.05mm ölçen ancak bir araçta bir sezon sonra 0.09mm olan bir soğutucu, bir garanti talebidir, parça değil. Zorluk asla 0.05mm'ye bir kez ulaşmak değildi - bunu seri üretim boyunca ve aracın ömrü boyunca korumaktı.
BQUQ Süreç Çözümü
Yaklaşımımız, ekstrüzyonu bitmiş bir parça yerine bir boşluk olarak ele almak ve modüle temas eden her şeyi profil gerilim stabilize edildikten sonra bir CNC'de işlemekti.
Ekstrüzyon ve Gerilim Stabilizasyonu
Profil ekstrüzyonu bir 6063-T5 hattında planlanır ve boşluklar daha sonra kontrollü gerdirme-düzleştirme ve herhangi bir kesimden önce bir stabilize bekleme sürecinden geçer. Bu iki şey yapar: ekstrüde edilmiş uzunluktaki eğrilik ve burulmayı çekerek CNC'nin yalnızca tek tip bir katman kaldırmasını sağlar ve kritik yüzeyler kesilmeden önce malzemenin gevşemesini sağlar, böylece makinede ölçülen düzlük, müşterinin aylar sonra hala sahip olduğu düzlüktür. Soğutma kanalı çevresindeki et kalınlığı tutarlı tutulur, böylece işlenmiş üst yüzey kanala asla giremez - yalnızca işlemeden sonra ortaya çıkacak ve onarılamayacak bir kusur.
Montaj Yüzeyi ve Sızdırmazlık Kanalının CNC İşlenmesi
Montaj yüzeyi, sızdırmazlık kanalı ve tüm montaj delikleri tek bir kurulumda işlenir, böylece düzlük ve kanal aynı datalara referans verir. Yüzey 0.05mm düzlük ve Ra0.8'e frezelenir ve sızdırmazlık kanalı genişlikte 0.01mm ve derinlikte 0.02mm'ye frezelenir, böylece conta sıkışması conta üreticisinin penceresi içinde kalır. Delik konumları 0.01mm'de tutulur. Kanal kenarları işlem sırasında çapak alınır, çünkü bir sızdırmazlık yüzeyindeki yükselmiş bir çapak bir contayı keser ve hiçbir düzlüğün düzeltemeyeceği bir kaçak oluşturur.
Sızdırmazlık Yüzeyi Doğrulaması
Soğutucu sıvıyı elektronikten uzak tutan şey conta olduğu için, kanal yalnızca ölçülmez - doğrulanır. Bir geçer/geçmez conta kontrolü ve bir ışık bandı muayenesi, kanal tabanının ve sızdırmazlık yüzeyinin tüm çevre boyunca sürekli olduğunu, contaya kaçak yolu verecek kadar derin bir takım izi olmadığını doğrular. Kanalda bir basamak veya birleşme hatası gösteren herhangi bir parça, yeniden işlenmek yerine hurdaya ayrılır, çünkü elle düzeltilmiş bir sızdırmazlık yüzeyinin basınç altında dayanacağına güvenilemez.
Ana Özellikler
| Öğe | Şartname |
|---|---|
| Malzeme | 6063-T5 ekstrüde alüminyum, CNC işlenmiş montaj yüzeyi |
| Montaj yüzeyi düzlüğü | Modül alanı üzerinde 0.05mm |
| Sızdırmazlık kanalı genişliği / derinliği | ±0.01mm / ±0.02mm |
| Montaj deliği konumu | ±0.01mm |
| Yüzey kalitesi | Sızdırmazlık yüzeyinde Ra0.8, kritik olmayan yüzeylerde Ra1.6 |
| Kanatçık kalınlığı | 1.0mm ekstrüde kanatçıklar (minimum 0.3mm kabiliyeti) |
| Hacim | Ayda 5.000 adet |
| Muayene | CMM tam yerleşimi + hava ölçümü, düzlük ve kanal boyutlarında CPK≥1.33 |
| Teslimat | Numuneler 5 gün içinde, ilk 5.000 adetlik parti 15 gün içinde |
Kalite Kontrol & Teslimat
İlk numune muayenesi bir nokta kontrolü değil, tam bir CMM yerleşimidir. Düzlük tüm modül alanı boyunca haritalanır, sızdırmazlık kanalı çevre boyunca birden fazla noktada ölçülür ve delik konumları modül veri sayfasına göre doğrulanır. Kritik özellikler 1.33 veya daha iyi bir CPK hedefi taşır ve veriler her partide ISO9001:2015 kalite sistemi altında gönderilir. Boyutsal raporlar parti bazında arşivlenir, böylece herhangi bir saha sorusu tam ekstrüzyon lotuna ve işleme çalışmasına kadar izlenebilir.
Sonuç: numuneler 5 gün içinde onaylandı, ilk 5.000 adetlik üretim partisi 15 gün içinde sevk edildi ve parça aylık yuvarlanan bir programa geçti. Sızdırmazlık yüzeyi düzlüğü tüm kalifikasyon çalışması boyunca 0.05mm içinde kaldı ve parçalar, montajdan önce kirlenmemesi için termal arayüz maskelenmiş olarak teslim edilir.
İlgili Ürünler & Kaynaklar
Bu kategorideki daha geniş aileyi görmek için Özel Ekstrüde Alüminyum Soğutucu koleksiyonuyla başlayın. Bunun gibi işlenmiş bir montaj tabanı taşıyan parçalar, Montaj Tabanlı Alüminyum Soğutucular altında gruplandırılmıştır. Ekstrüzyon, işleme ve yüzey işlemini tek çatı altında nasıl bir araya getirdiğimizi anlamak için BQUQ Hakkında sayfasına bakın. Bir çizim gönderin ve 12 saat içinde teklif alın.
SSS
Ekstrüde bir soğutucu montaj yüzeyinde gerçekte hangi düzlüğü tutabilirsiniz?
0.05mm, işlenmiş bir montaj yüzeyinde standart kabiliyetimizdir ve tek bir noktayı kontrol etmek yerine tüm alanı bir CMM ile haritalarız. Profil işlemeden önce gerilim stabilize edildiği için, düzlük yalnızca muayene tezgahında değil, hizmette de korunma eğilimindedir. Bir parti sevk edilmeden önce düzlükte CPK ≥1.33'te tutulur.
Sızdırmazlık kanalının sızmasını nasıl önlersiniz?
Kanal genişliği ±0.01mm ve derinliği ±0.02mm'de tutulur, böylece conta sıkışması conta üreticisinin penceresi içinde kalır. Tüm çevreyi bir geçer/geçmez conta ve bir ışık bandı kontrolü ile doğrularız ve tek bir ölçülen numuneye güvenmek yerine her iki kanal boyutunda CPK'yı kontrol ederiz.
Uzun bir teslim süresi olmadan ayda 5.000 adet üretebilir misiniz?
Evet. İlk numune çizim onayından 5 gün sonra gelir, ilk 5.000 adetlik parti 15 gün içinde sevk edilir ve üretim daha sonra aylık yuvarlanan bir programda çalışır. Soğutucu hacim aralığımız 1.000 ila 100.000 adettir, bu nedenle ayda 5.000 bizim için bir zorlama değil normal üretimdir.
Montaj yüzeyi anodize mi?
Hayır. Termal arayüzü çıplak ve maskelenmiş tutarız, çünkü anodize bir katman termal direnç ekler ve düzlüğü bozabilir. Dekoratif veya koruyucu anodizasyon, siyah dahil, çizim gerektirdiğinde profilin geri kalanına uygulanabilir, yeter ki arayüz temiz kalsın.
