[发明专利]一种铜基针型散热器化镀件异常失效的综合分析方法

说明书

本发明为一种铜基针型散热器化镀件异常失效的综合分析方法。具体为：了解化镀件基材的性质、表面处理工艺以及化镀工艺；了解化镀件的运行工况；对失效的铜基针型散热器化镀件进行外观检查；采用显微镜等对失效的铜基针型散热器化镀件进行更细致的观察；对失效的铜基针型散热器化镀件的基材及化镀层的成分与性能进行表征分析；对同种工艺制作的铜基板表面质量进行分析；对冷却液等介质进行成分分析；综合以上的分析步骤，确定铜基针型散热器化镀件异常失效的根本原因。本发明可准确且迅速地判断出铜基针型散热器化镀件失效的原因，进而采取有效的改进措施。本方法对电子元件、机械加工、医疗器械等其他领域化镀件的失效预防也具有重要的参考价值。

技术领域

本发明属于新能源汽车检测领域，具体涉及一种铜基针型散热器化镀件异常失效的综合分析方法，特别是涉及探究新能源汽车电力驱动系统用铜基针型散热器化镀件失效原因的分析方法。

背景技术

新能源汽车属于新兴产业，其高质量的发展有助于节能减排目标的实现。对于新能源汽车来说，散热是整车热管理中的一个关键问题。以电力驱动系统为例，该系统主要由电机、逆变器、动力电池组以及相关的控制器模块所组成。其中，逆变器在将电池组中的直流电(DC)转换为电机所需要的交流电(AC)方面起着关键作用。然而，在实现电能转换时，逆变器中的功率模块会产生大量热量。这些热量如果不能及时地散热出去，会严重损坏功率模块，影响汽车行驶。为了解决这一散热问题，逆变器的功率模块上需要安装一块铜基针型散热器，通过该散热器，功率模块产生的热量最终与冷却介质以热对流的形式散发出去，从而达到散热的目的。考虑到铜材虽然导热系数高，但是在冷却液中易被腐蚀，并且产生的铜离子随后会进入冷却系统中的铝管里面，造成二次腐蚀，因此铜板的表面往往需要镀覆一层镀层以起到防腐蚀的作用。

现阶段，我国新能源汽车用铜基针型散热器主要依靠进口，这无疑是我国自主科技创新道路上的一大拦路虎。近年来，在建设创新型国家战略的引领下，铜基针型散热器的铜材以及相应的化镀工艺正在进行国产化。但是由于缺乏相关的经验，铜基针型散热器化镀件的异常失效也时常会出现。更为迫切的是，国内外目前针对铜基针型散热器化镀件的异常失效尚缺乏系统有效的分析方法，难以对其失效的根本原因进行准确的分析。因此，研究铜基针型散热器化镀件失效的分析方法，采用一系列的表征手段对其开展系统的失效分析，准确找到铜基针型散热器化镀件失效的根本原因，可以为接下来的研发、改进或者升级提供重要的依据。该研究成果不但有助于解决新能源汽车用铜基针型散热器化镀件的异常失效问题，而且对电子元件、机械加工、医疗器械等其他领域化镀件的失效预防也具有实用参考价值。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的问题，提出了一种可以快速、正确、有效地分析新能源汽车用铜基针型散热器化镀件异常失效的方法。

本发明提出的一种铜基针型散热器化镀件异常失效的综合分析方法，具体步骤如下：

（1）：了解铜基针型散热器化镀件所处的结构位置和运行工况，所处的结构位置包括：化镀件在冷却系统中的结构位置，所处的运行工况包括：化镀件所处的环境温度、冷却液流向和流速等方面；

（2）：了解铜基针型散热器化镀件所处的结构位置和运行工况，具体包括：化镀件在冷却系统中的结构位置、化镀件所处的环境温度、冷却液流向和流速等方面；

（3）：对失效的铜基针型散热器化镀件进行外观检查，包括化镀件表面有无缺陷、缺陷的数量、缺陷的分布位置等方面；

（4）：采用三维体式显微镜(3D-SM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对失效的铜基针型散热器化镀件进行更细致的观察，此外，对新的铜基针型散热器化镀件也需进行细致的观察，供对比使用；所述更细致的观察包括缺陷的整体形貌特征、缺陷内部的微观特征、缺陷边部的微观特征、以及无缺陷位置的镀层特征；