IGBT模块究竟如何工作?在电控模块中,IGBT模块是逆变器的中心部件,总结其工作原理:通过非通即断的半导体特性,不考虑过渡过程和寄生效应,我们将单个IGBT芯片看做一个理想的开关。我们在模块内部搭建起若干个IGBT芯片单元的并串联结构,当直流电通过模块时,通过不同开关组合的快速开断,来改变电流的流出方向和频率,从而输出得到我们想要的交流电。IGBT模块实物长啥样?IGBT模块的标准封装形式是一个扁平的类长方体,下图为HP1模块的正上方视角,外面白色的都是塑料外壳,底部是导热散热的金属底板(一般是铜材料)。动态测试IGBT自动化设备能够评估器件在瞬态工况下的性能。静态测试网带式气氛烤炉哪家好
采用银烧结将芯片和柔性PCB板分别连接到两个DBC上,将CMC金属块烧结到每个芯片的表面,随后将两个DBC板焊接在一起并进行真空灌封硅凝胶密封。两侧DBC外表面为器件散热提供了双散热通路。高温环境下SiCMOSFET电流容量降低,并联芯片通常由于并联分支间的寄生不匹配导致电流不平衡,进而导致芯片温度分布不均,且并联芯片间热耦合严重,影响器件散热。研究者提出一种交错平面封装的新型半桥封装结构,该结构基于平面封装原理,具备双面散热能力。交错平面封装使任意两个相邻的并联芯片在空间上交错排列,可以避免芯片间的热耦合,实现更好的热性能。上下基板分别起到导电、导热、绝缘和机械支撑的作用。高精度超声波键合机定制价格动态测试IGBT自动化设备可评估器件在高负载情况下的温度和功耗。
4种AlN基板可靠性测试(冷热冲击):对4种AlN覆铜基板循环进行冷热冲击热循环实验,条件为在-55℃~150℃,每个温度保温30min,5s内完成到155℃温度转换,循环次数为100cycles、500cycles、1000cycles、1500cycles。可得AMB法制备的AlN覆铜板耐热冲击次数明显高于其他制备工艺。AlN覆铜板耐热冲击主要的失效模式为金属层剥离和AlN陶瓷基板开裂。对于DPC基板,在200次冷热循环后,金属层与AlN完全剥离,剥离强度为0。AlN厚膜覆铜板,在500次冷热循环后,金属层有局部剥离,剥离强度降为百分之二十。DBC基板在1000次冷热循环后,剥离强度降低了20%,但去除金属层,通过超声波扫描显微镜探测,与铜结合边缘处AlN基板有微裂纹,这是由于金属Cu和AlN的热膨胀系数差别大,两者在高温急速降温过程中,材料内部存在大量的热应力,而导致开裂。AMB基板在1500次冷热循环后,金属层剥离力无下降现象,陶瓷表面无微裂纹。由于金属层与AlN陶瓷之间有刚度较低的活性钎料过渡层,可以避免大量的热应力形成而造成的AlN陶瓷基板微裂纹产生。
IGBR是具有防潮功能的大功率背接触式电阻器,可实现超高额定功率,具有适用于混合组件的微型外壳尺寸。IGBR电阻器具有高额定功率、单一引线接合组装的特性,外壳尺寸从0202到0808不等。典型应用于功率转换器(第三代SiCMOSFET)的栅极电阻器、大功率应用和替代能源等领域。IGBR是节省电源模块空间的完美部件。为什么IGBT模块中需要栅极电阻器?1.通过限制电流影响开关速度;2.限制栅极驱动路径中的噪声;3.限制寄生电感和电容;4.限制对栅极进行充电和放电的电流;5.限制峰值栅极电流以保护驱动器输出级;6.耗散栅极回路中的功率;7.影响开关损耗并防止栅极振荡。IGBT自动化设备在壳体塑封过程中,能够准确地点胶和加装底板,确保壳体的牢固性。
采用Sn-Au高温焊料将基板连接到带有翅片的铜底板上,芯片焊盘和基板采用铝键合线连接。将硅凝胶灌入外壳封装并固化。该基板可以从根本上有效降低回路电感,至大问题是附加陶瓷层(SiN)增加了散热热阻。但研究结果表明,该附加陶瓷层也只使芯片结温升高了2℃,影响几乎可以忽略。采用相同原理和结构封装的器件还有很多。如采用金属带进行芯片连接的封装。金属带连接增大了键合线的载流能力。将芯片嵌入到焊接在DBC上的PCB板中,通过键合线将芯片电极连接到PCB板上。通过优化电流回路、驱动位置和栅极连接可以至小化寄生电感。上述器件在具体封装结构方面略有差异,但所采用的封装原理与传统键合线连接封装相同,这种封装形式决定了其单面散热的封装热特性,使得封装器件内部产生的热量几乎只能从芯片一侧的基板和底板传递,形成了单一的散热路径。在自动键合阶段,IGBT自动化设备能够精确地进行键合打线,实现电路的完整连接。重庆一体化IGBT自动化设备
IGBT自动化设备提高了功率半导体器件封装的一致性和可靠性。静态测试网带式气氛烤炉哪家好
要实现双面散热,需要对芯片的两个表面实现面连接,这样才能在芯片两侧形成两个平面,实现两个热通路。另一种实现面连接的方式是在芯片的两侧均采用DBC基板连接。通过采用“Planar-bond-all,(PBA)”的功率模块封装方法可以在芯片的上表面实现大面积键合平面互连。芯片正面朝上/朝下键合在两个DBC之间,两个铜制热沉直接连接在两侧DBC的外表面上。封装时将DBC基板、芯片、垫片、键合材料、功率端子等组装在夹具中,然后同时加热形成键合。双侧平面键合可以使封装的上下两个表面都成为散热通路。此外,热沉与DBC基板直接连接进一步降低了封装热阻。静态测试网带式气氛烤炉哪家好