Hvordan kjøler IGBT Power Module ned
IGBT, som en ny type krafthalvlederenhet, spiller en viktig rolle i nye felt som jernbanetransport, nye energikjøretøyer og smarte nett. Den termiske spenningen forårsaket av for høy temperatur kan føre til svikt i IGBT-strømmoduler. I dette tilfellet kan en rimelig varmespredningsdesign og uhindrede varmespredningskanaler effektivt redusere den interne varmen til modulen, og dermed oppfylle ytelseskravene til modulen. Derfor kan stabiliteten til IGBT-strømmoduler ikke oppnås uten god termisk styring.
IGBT-kraftmoduler i kjøretøykvalitet bruker vanligvis væskekjøling for varmeavledning, som er videre delt inn i indirekte væskekjøling og direkte væskekjøling. Indirekte væskekjøling bruker et kjølesubstrat med flat bunn, med et lag med termisk ledende silikonfett belagt på substratet og tett festet til væskekjøleplaten. Deretter føres kjølevæsken gjennom væskekjøleplaten, og kjølebanen er: chip DBC substrat flatbunnet kjølesubstrat termisk ledende silikonfett væskekjøleplate kjølevæske. Brikken fungerer som en varmekilde, og varmen overføres hovedsakelig til væskekjøleplaten gjennom DBC-substratet, flatbunnet varmespredningssubstrat og termisk ledende silikonfett. Væskekjøleplaten frigjør deretter varmen gjennom væskekjølende konveksjon.
Den direkte væskekjølingen bruker et varmeavledningssubstrat av nåltype. Varmespredningssubstratet som er plassert i bunnen av strømmodulen, legger til en nålefinneformet varmeavledningsstruktur, som kan forsegles direkte med en tetningsring for å spre varme gjennom kjølevæsken. Varmespredningsveien er fra chip DBC substrat nål type varmeavledning substrat kjølevæske, uten behov for termisk ledende silikonfett. Denne metoden lar IGBT-strømmodulen komme i direkte kontakt med kjølevæsken, noe som reduserer den totale termiske motstandsverdien til modulen med omtrent 30 %. Nålefinnestrukturen forbedrer varmeavledningsoverflaten betydelig, og forbedrer varmeavledningseffektiviteten betraktelig. Effekttettheten til IGBT-strømmodulen kan også utformes for å være høyere.
Termisk ledende fett er et termisk ledende materiale som reduserer grensesnittets termiske kontaktmotstand, med en tykkelse på opptil 100 mikron (limlinjetykkelse eller BLT) og en termisk konduktivitetskoeffisient mellom 0,4 og 10W/m · K Det kan redusere den termiske kontaktmotstanden mellom kraftenheter og varmeavledere forårsaket av luftgap, og balansere temperaturforskjellen mellom grensesnitt. Rimelig utvalg av termisk grensesnittmateriale termisk ledende silikonfett kan beskytte sikker og stabil drift av IGBT-moduler.
