快捷搜索:  汽车  科技

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)备注:本文所提到的框架包括盖板,余同。见图2.3,IGBT的结构包括框架及盖板、芯片、键合线、衬底、基板等。下面对主要部件进行简单介绍。A. 模块内部填充有一定量的透明硅胶,可以增加绝缘性能,另外可以作为震动时候的缓冲。B. 模块内部也存在着并联,该模块内部并联了三个IGBT、三个二级管(见图2.43)。C. 芯片与芯片是孤立的,他们通过键合线连接。

(本人并非学电力电子专业出生,接触这个时间也不长,水平不足是在所难免,如内容上有什么错,还请各位大神指教,在下感激不尽)

一.整体布局

我们就拿上一篇文章讲到的英飞凌FF600R17ME4这个型号的IGBT模块来做讲解。首先看它的引脚定义及内部布置图。

备注:棕色模块的内部布置其实是富士生产的对应型号,由于其封装以及引脚定义是完全一样的。其内部布置也没有多差大的差异。

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(1)

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(2)

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(3)

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(4)

据上面几张图:

A. 模块内部填充有一定量的透明硅胶,可以增加绝缘性能,另外可以作为震动时候的缓冲。

B. 模块内部也存在着并联,该模块内部并联了三个IGBT、三个二级管(见图2.43)。

C. 芯片与芯片是孤立的,他们通过键合线连接。

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(5)

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(6)

见图2.3,IGBT的结构包括框架及盖板、芯片、键合线、衬底、基板等。下面对主要部件进行简单介绍。

二.塑料框架

备注:本文所提到的框架包括盖板,余同。

由于框架工作的环境可能是在-55-150摄氏度,并且是在高温、高电压环境下工作。这就要求框架具有以下性能:

A、 尺寸稳定

B、 机械强度高

C、 绝缘性能好,(CTI要求在400以上)

D、耐高温(IGBT引脚焊接时可能高达250摄氏度的高温)

E、 防火性能好(阻燃等级达到UL94-V0级别)

F、 符合RoHS规范,不能含有卤和氧化砷等有害物质

长期实践下来,有以下几种塑料满足IGBT模块的应用要求:PPS、PBT、PA、PET等。

三.衬底

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(7)

四.基板

基板通常是由铜制成,厚度为3-8mm,并且具有3-10mm的镀镍层。

并不是所有模块都有基板,通常只有中大功率的有基板,有些小功率的模块则没有基板。

五.键合线

键合线的材质可以是金线、铜线、铝线,但是现在的工艺以铝为主。键合线通过超声波焊接的方式与其它部件相连。

需要指出的是,键合线的数量由其需要流过的电流决定,但是同时,它又受到电阻和热阻的影响。由于键合线的一头一尾都焊接在DCB或者框架上,散热条件较好,所以其中间是温度最高的,但由于键合线在硅胶中,所以硅胶就决定了键合线能够达到的温度上线。

DCB到DCB之间,通常也是通过键合线连接的,但是也有其它方法。

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(8)

六. 外部电路的连接

外部电路的连接有很多种方法,可以通过焊接、螺母连接、弹簧(簧片)连接、接插件、压接等,不同的连接方式的失效率如下表。

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(9)


6.1 螺栓连接

PrimePACK3的每个连接点都是通过螺栓连接的

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(10)

6.2 焊接连接

上文中提到的EconoDual的模块的二次线就是通过焊接连接的。


6.3 插件连接

如下图

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(11)


6.4 压接连接

如下图

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(12)


6.5 弹簧及簧片连接

弹簧及簧片连接在赛米控的模块中用得比较多,主要体现在其模块的控制部分,赛米控的MiniSKiiP是采用弹簧片连接;其SEMiX模块采用弹簧连接,簧片及弹簧的结构如图2.5.5。两种连接方式的内部结构见2.5.6及2.5.7

弹簧触点连接在电路板组装时,比焊接和插头连接多一些优势

- 更好地利用线路板面积和更容易布线,因为不必打孔。

- 更简单,易于实现自动化装配,因为没有大规模和低于一定误差要求的插入焊洞的元器件。 - 在焊接完电路板和初步审查散热器后才开始装配的(重贵)功率半导体。

- 因为接触点能自由滑动,所以具有更高的温度适应度

- 更高的耐冲击和振动性能(无焊点疲劳)

- 准密封接触,抗腐蚀

- 无电子迁移

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(13)

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(14)

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(15)

七.其它

来看看上一篇文章我们讲的交直交变频并且具有电阻制动功能的模块的内部结构(富士公司产品)

igbt模块各个引脚与原理图对照(IGBT模块的基础知识)(16)


猜您喜欢: