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新聞資訊

如何保護IGBT免受熱影響?

 時間:2023-08-11     瀏覽:1823     分享

IGBT絕緣柵雙極晶體管,是帶有MOS柵極的BJT晶體管,或者我們可以說IGBT模塊是BJT和MOS柵極的組合。IGBT芯片體積雖小,但可以控制電能傳輸,在6.5億V的超高壓下,僅1秒即可實現(xiàn)10萬次電流切換。

 

IGBT模塊已在汽車、工業(yè)、航空航天、消費電子和許多其他行業(yè)應用多年。但是,如何優(yōu)化IGBT封裝的散熱,使模塊能夠在更高的功率下工作呢?如果熱能消散得更快,IGBT模塊可以有更高級的應用。

 

 

陶瓷PCB將熱量從IGBT芯片散發(fā)到外封裝

 

您可能會問,IGBT模塊工作時會產(chǎn)生多少熱量?它等于100個電爐產(chǎn)生的熱量。如此多的熱量必須立即從IGBT芯片中消散,并導致陶瓷PCB的應用

 

陶瓷PCB如何保護IGBT模塊免受熱量影響?在IGBT模塊中, 陶瓷PCB放置在IGBT芯片下方, 或者我們可以說芯片組裝在陶瓷電路板上.陶瓷PCB連接并支撐芯片,并迅速散熱到外封裝.通過這種方式,可以保護芯片免受熱的影響。

 

 

 

為什么陶瓷PCB可用于IGBT散熱

 

氧化鋁 Al?O?) 印刷電路板, 氮化鋁 AlN) 印刷電路板, 氮化硅 Si?N?) 用于 IGBT 模塊散熱的印刷電路板。

 

因為陶瓷材料具有良好的散熱和電絕緣性能。與鋁基板PCB不同, 陶瓷PCB不使用阻礙散熱的絕緣層.在陶瓷PCB制造過程中, 覆銅板在高壓下的高溫下直接粘合到陶瓷基板.然后通過光刻膠涂層方法制造電路層。制造電路板時, IGBT 和其他組件安裝在電路板上.陶瓷材料具有超高的絕緣性,可承受高達20KV/mm的擊穿電壓。氧化鋁PCB的導熱系數(shù)為15-35W / mK, 氮化鋁PCB170-230W / mK, 氮化硅PCB80 + W / mK.相反, 鋁PCB的散熱只有 1-12W/mK.

 

陶瓷PCB在IGBT封裝中的應用

 

氧化鋁 PCB IGBT 模塊最常用的電路板, 因為價格較低.如果IGBT模塊具有更高的功率或精度要求,則使用氮化鋁和氮化硅PCB。氮化鋁PCB和氮化硅PCB具有更高的散熱性,并與半導體接近熱膨脹系數(shù).根據(jù)IGBT模塊的需求,應用不同的陶瓷基板電路板。

 

新型半導體碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)開始用于IGBT芯片。SiC 和 GaN IGBT 芯片具有高頻、高功率和高溫特性。未來, 氮化鋁PCB和硅碳PCB將更多地應用于大功率IGBT模塊的高密度三維封裝。

 

無論IGBT模塊對陶瓷PCB的要求如何不同, 陶瓷電路板應具有以下特性:

 

陶瓷基板具有優(yōu)異的導熱性和耐電壓性;

銅電路層具有極高的載流能力;

電路層與陶瓷基板之間,有很強的附著力和可靠性;

焊接性能好,并且該板適用于鋁線鍵合。

 

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