복합 적층 부스바의 절연 블리스터링 및 박리 결함에 대한 원인, 허용 기준 및 종합적인 개선 계획

현대 전력 전자 장치의 핵심 전도성 부품인 복합 적층 버스바는 여러 층의 구리 도체와 절연 재료를 결합하여 낮은 인덕턴스, 높은 전류 전달 용량 및 콤팩트한 레이아웃을 달성합니다. 신에너지 차량, 태양광 인버터, 철도 운송 및 산업용 전원 공급 시스템과 같은 응용 분야에서 절연층은 전기 절연을 제공할 뿐만 아니라 전체 버스바 구조의 장기적인-신뢰성을 결정합니다.

 

실제 응용 분야에서 적층 부스바는 절연체 기포, 층간 박리 또는 국부적인 돌출과 같은 이상 현상을 나타낼 수 있습니다. 이러한 문제는 일반적으로 단일 결함으로 인해 발생하는 것이 아니라 재료, 제조 공정, 환경 제어 및 구조 설계의 상호 작용으로 인해 발생합니다. 절연층에서 박리가 발생하면 내부 에어 갭이 형성되어 부분 방전(PD)이 발생하고 유전 강도가 감소하거나 전기적 파손까지 발생할 수 있습니다. 따라서 심각한 기포나 박리 현상이 발생한 제품의 경우 단순히 재가열이나 압착을 통해서는 성능을 복원할 수 없습니다.- 대신, 실패의 근본 원인을 분석하고 소스에서 개선 사항을 구현해야 합니다.

 

 

1. 재료의 수분 흡수 또는 단열 시스템 불일치

적층 버스바의 내부 절연 재료는 일반적으로 -고온, 전압 사이클링 및 기계적 응력에 장기간 노출됩니다. 절연 필름의 수분 흡수율이 높거나 수지 시스템의 내열성이 부족한 경우 후속 열 순환 중에 수분이 증발하여 내부 압력이 발생하고 절연 층 내에 기포가 형성될 수 있습니다.

 

고온 환경용 적층 버스바 또는 인버터 버스바-와 같은 고온, 고전력-응용 분야{2}의 경우 유리 전이 온도(Tg)가 높고 수분 흡수율이 낮으며 유전 특성이 우수한 절연 재료(예: 변성 에폭시 또는 폴리이미드/PI)를 선택하는 것이 필수적입니다. 또한 구리 도체의 표면 처리는 수지 시스템과 호환되어 안정적이고 장기적인- 계면 결합 강도를 보장해야 합니다.

2. 핫-프레스 라미네이션 공정의 부적절한 제어

적층 버스바는 일반적으로 구리와 절연층 사이의 통합 결합을 달성하기 위해 진공 핫{0}}압착 공정을 사용하여 제조됩니다. 열간 프레스 공정 중 예열 및 탈기가 충분하지 않으면 재료 내에 갇힌 잔류 공기나 휘발성 물질을 효과적으로 제거할 수 없어 후속 고온 작업 중에 기포가 형성될 수 있습니다.-

 

적층 버스바 커넥터 및 전원 솔루션과 같은 제품을 제조하는 동안 핫{0}}프레스 온도, 압력, 가열 속도 및 진공 수준을 포함한 매개변수를 엄격하게 제어해야 합니다. 과도한 가열 속도로 인해 수지가 가스 배출 경로를 조기에 차단할 수 있으며, 압력이 충분하지 않으면 종종 층간 결합이 부적절하게 됩니다. 따라서 예열 및 탈기 시간을 연장하고 전체 제품 영역에 걸쳐 균일한 압력 분포를 보장함으로써 열간-프레스 프로필을 최적화해야 합니다.

3. 계면 오염으로 인해 결합 강도가 감소함

구리 도체와 절연재 사이의 결합 품질은 적층 부스바의 신뢰성을 결정하는 중요한 요소입니다. 산화물 층, 오일, 먼지 또는 가공 잔여물과 같은 구리 표면의 오염물질-은 수지와 구리 사이의 화학적 결합 능력을 손상시켜 장기간 열 순환 중에 계면 박리를 일으킬 수 있습니다.-

 

고주파-, 고신뢰성 제품(예: 고주파 인버터용 적층 구리 버스바)의 경우 제조 전에 구리 표면에 대한 엄격한 전-처리가 필요합니다. 계면 활성을 향상시키기 위해 화학적 세척, 표면 거칠기화 또는 플라즈마 처리와 같은 기술이 사용됩니다. 또한, 2차 오염으로 인해 라미네이션 품질이 저하되는 것을 방지하기 위해 생산 환경의 먼지와 습기를 제어해야 합니다.

 

 

기포나 박리 현상이 나타나는 적층 부스바의 경우 먼저 고장 평가를 수행해야 합니다. 상당한 층간 분리 또는 내부 공극이 있는 경우-또는 단면 분석을 통해 박리가 확인된 경우--구성 요소를 폐기해야 합니다. 진공 열간 압착 중에 형성된 층간 결합은 영구적인 구조적 연결이므로 결합 무결성이 손상되면 표준 재가열 또는 압력 재{6}}적용으로 원래 성능을 복원할 수 없습니다.

 

풍력 터빈 인버터 IGBT I/O용 적층 부스바, 가변 주파수 드라이브(VFD/VSD) 및 AC 드라이브와 같은 애플리케이션의 경우 특정 고장 메커니즘을 식별하려면 -단면 분석,-부분 방전 테스트 및 열 분석(DSC/TGA)-을 포함한 전문적인 진단 방법이 필요합니다.

 

공정 개선과 관련하여 단열재 보관 관리를 강화해야 합니다. 수분 흡수를 방지하려면 건식 캐비닛을 사용하거나 진공 포장하는 등의 방법을 사용해야 합니다. 생산 중에는 주변 습도를 적절한 범위 내로 유지하고 라미네이션 공정 전에 재료를 미리 베이킹하여 고온 압착 단계에서 수분이 가스로 팽창하는- 것을 방지하는 것이 좋습니다.

 

또한 PDU용 부스바, 풍력 발전기, SVG(Static Var Generator)와 같은 고전력 애플리케이션--의 경우{2}}구조적 설계 최적화가 필요합니다. 조치에는 부분 방전 개시 전압(PDIV)을 높이기 위해 절연층 두께를 늘리고, 구리 도체 가장자리를 모따기하여 날카로운 지점에서 전기장 집중을 줄이고, 중요한 영역에 밀봉/포팅 기술을 사용하여 공극 위험을 최소화하는 것이 포함됩니다.

 

 

새로운 것을 보장하기 위해복합 적층 버스바또는 개선된 배치가 장기적인 운영 요구사항을 충족하려면{0}}체계적인 검증 프로세스를 확립해야 합니다. 신뢰성 테스트에는 일반적으로 내전압 테스트, 부분 방전(PDIV) 테스트, 열 순환 테스트 및 내부 구조 분석이 포함됩니다.

 

전기 자동차 배전용 적층 버스바, 전력 전자 장치 및 통합 셀 접촉 시스템과 같은 새로운 에너지 애플리케이션의 경우-실제 작동 환경을 시뮬레이션하는 것이 필요합니다. 절연층 안정성 검증은 고온- 및 저온-온도 사이클링(예: -40도 ~ 125도), 장기 전압 부하 테스트 및 기계적 스트레스 테스트를 통해 이루어집니다.

 

또한, 철도 운송용 적층 버스바, 고전류 전력 전자 장치, 적층 전력 바와 같은-신뢰도가 높은 제품-을 제조할 때 원자재 검사 및 생산 매개변수 모니터링부터 완제품 샘플링에 이르기까지 모든 것을 포괄하는 포괄적인 품질 관리 시스템이 구현되어야 합니다. 재료 수분 함량, 수지 함량, 열간 압착 프로파일, 단열 성능 등의 요소를 제어함으로써 잠재적인 고장 위험을 사전에 예방할 수 있습니다.

 

 

적층 버스바의 절연 성능은 재료 선택뿐만 아니라 전반적인 설계 및 제조 능력에 따라 밀접하게 달라집니다. 적층 션트 및 바부터 변압기용 바, 전기 용접 기계 및 개폐 장치에 이르는 응용 분야에는 특정 전류, 전압, 주파수 및 작동 환경 요구 사항에 맞는 설계가 필요합니다.

 

잘 설계된-적층 버스바 설계는 기생 인덕턴스를 효과적으로 최소화하고, 열 방출을 향상시키며, 장기간 작동 중에 열-기계적 스트레스를 줄여줍니다-. 또한, 정밀 스탬핑, 용접, 도금, 단열재 적층-과 같은 공정-을 공동으로 제어하면 제품 일관성이 향상되고 단열재 고장 위험이 낮아집니다.

 

 

신에너지 차량, 전력 전자 장치, 산업용 인버터 또는 철도 운송과 같은 부문을 위한 복합 적층 버스바 제품을 개발 중이고 절연 기포, 박리 또는 신뢰성 검증과 관련된 문제가 발생하는 경우 당사에 문의하십시오. 우리는 귀하의 응용 분야 요구 사항에 맞는 구조 최적화, 재료 일치 및 제조 프로세스에 대한 지원을 제공하여 제품 안정성과 서비스 수명을 향상시키는 데 도움을 줍니다.