Les modules d’alimentation de refroidissement traditionnels à un seul côté sont l’une des structures d’emballage les plus courantes dans les applications automobiles. Les modules d’alimentation IGBT traditionnels se composent principalement de puces IGBT, de substrats céramiques recouverts de cuivre d’alumine, de matériaux d’interconnexion d’emballage, de fils de liaison, de bornes de connexion électrique, etc.
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Avec le développement des appareils électroniques de puissance vers la haute densité, la haute puissance et la miniaturisation, l’utilisation à grande échelle des appareils électroniques apporte de la commodité à nos vies. Dans le même temps, une puissance de plus en plus élevée rend le problème de dissipation thermique des appareils électroniques de plus en plus grave. Par conséquent, la dissipation de chaleur est une technologie très critique, et la qualité de la dissipation de chaleur affecte directement les performances et la durée de vie du produit.
1. Dans l’emballage de l’appareil, en raison des différents matériaux d’emballage, les différences de coefficients de dilatation thermique des matériaux d’emballage entraînent divers degrés de déformation et d’accumulation de contraintes thermiques dans l’appareil, conduisant finalement au détachement des fils de liaison, au délaminage de la soudure, à la fissuration et au délaminage des emballages en plastique, etc. Problème de panne ; L’augmentation de la température réduira également les performances de l’appareil, ce qui entraînera des problèmes tels que la capacité de charge actuelle et l’impact de la tension de grille. La chaleur générée par la perte de copeaux de puissance de la dissipation thermique unilatérale traditionnelle est conduite vers le radiateur dans une direction à travers le substrat isolant et la plaque inférieure. Bien que cette méthode puisse résoudre certains besoins de dissipation thermique, elle ne peut pas résoudre les besoins de dissipation thermique de certaines grandes quantités de chaleur. En utilisant une solution de dissipation thermique unilatérale, le canal de transfert de chaleur est limité et la résistance thermique est grande, ce qui entraîne une grande différence de température entre la puce et la surface de dissipation thermique. Lors d’une utilisation à long terme, la puce est facilement brûlée en raison d’une température excessive.
2. Dans l’emballage traditionnel des modules d’alimentation, la partie supérieure du dispositif à semi-conducteurs de puissance n’est utilisée que pour la connexion électrique, tandis que la partie inférieure est généralement connectée au substrat DBC (cuivre à liaison directe) pour la connexion électrique et le transfert de chaleur. Le câblage a été la méthode d’interconnexion utilisée dans l’emballage des modules d’alimentation en raison de sa facilité d’utilisation et de son faible coût de production. Cependant, cette structure d’emballage asymétrique présente une série de défauts tels que de grands paramètres électriques parasites et la flexion du moule sous contrainte thermique. Bien qu’il y ait eu quelques améliorations dans la technologie de câblage, y compris l’utilisation d’une liaison à bande Cu ou Al au lieu d’Al, en raison d’une contrainte thermique plus élevée au point de connexion et d’une résistance de connexion relativement faible, la liaison par fil reste la clé de la fiabilité du module d’alimentation. le maillon le plus faible. Les méthodes de collage du plomb sont également une source majeure de pertes parasites. Plus important encore, la présence de liaisons filaires empêche la possibilité de dissipation de la chaleur par le haut du dispositif à semi-conducteur de puissance.
Avantages de Dissipateur thermique de module d’alimentation IGBT double face inclure:
1. L’amélioration des performances thermiques réduira les fluctuations de température et les contraintes thermiques à l’intérieur du module d’alimentation.
2. L’élimination des liaisons filaires élimine également l’un des principaux modes de défaillance dans l’emballage traditionnel des modules d’alimentation. Par conséquent, il a été prouvé que les capacités de cycle d’alimentation et la fiabilité des modules de refroidissement double face sont supérieures d’un ordre de grandeur supérieur à celles des modules de refroidissement simple face, prolongeant ainsi la durée de vie.
3. Amélioration des performances électriques du module d’alimentation. Le refroidissement double face du boîtier nécessite un bloc d’alimentation planaire, minimisant la zone de boucle de courant. Cela réduit l’inductance parasite électrique, optimisant ainsi la réduction de la résistance résultant de plus grandes surfaces de liaison. Les configurations de collage sans fil sont essentielles pour les dispositifs en carbure de silicium en raison de leur inductance parasite plus faible et de leur densité d’emballage plus élevée.
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