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IGBT(绝缘栅双极晶体管),是带有MOS栅极的BJT晶体管,或者我们可以说IGBT模块是BJT和MOS栅极的组合。IGBT芯片体积虽小,但可以控制电能传输,在6.5亿V的超高压下,仅1秒即可实现10万次电流切换。
IGBT模块已在汽车、工业、航空航天、消费电子和许多其他行业应用多年。但是,如何优化IGBT封装的散热,使模块能够在更高的功率下工作呢?如果热能消散得更快,IGBT模块可以有更高级的应用。
陶瓷PCB将热量从IGBT芯片散发到外封装
您可能会问,IGBT模块工作时会产生多少热量?它等于个电炉产生的热量。如此多的热量必须立即从IGBT芯片中消散,并导致陶瓷PCB的应用。
陶瓷PCB如何保护IGBT模块免受热量影响?在IGBT模块中,陶瓷PCB放置在IGBT芯片下方,或者我们可以说芯片组装在陶瓷电路板上.陶瓷PCB连接并支撑芯片,并迅速散热到外封装.通过这种方式,可以保护芯片免受热的影响。
为什么陶瓷PCB可用于IGBT散热
有氧化铝(Al?O?)印刷电路板,氮化铝(AlN)印刷电路板,和氮化硅(Si?N?)用于IGBT模块散热的印刷电路板。
因为陶瓷材料具有良好的散热和电绝缘性能。与铝基板PCB不同,陶瓷PCB不使用阻碍散热的绝缘层.在陶瓷PCB制造过程中,覆铜板在高压下的高温下直接粘合到陶瓷基板上.然后通过光刻胶涂层方法制造电路层。制造电路板时,IGBT和其他组件安装在电路板上.陶瓷材料具有超高的绝缘性,可承受高达20KV/mm的击穿电压。氧化铝PCB的导热系数为15-35W/mK,氮化铝PCB-W/mK,氮化硅PCB80+W/mK.相反,铝PCB的散热只有1-12W/mK.
陶瓷PCB在IGBT封装中的应用
氧化铝PCB是IGBT模块最常用的电路板,因为价格较低.如果IGBT模块具有更高的功率或精度要求,则使用氮化铝和氮化硅PCB。氮化铝PCB和氮化硅PCB具有更高的散热性,并与半导体接近热膨胀系数.根据IGBT模块的需求,应用不同的陶瓷基板电路板。
新型半导体碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)开始用于IGBT芯片。SiC和GaNIGBT芯片具有高频、高功率和高温特性。未来,氮化铝PCB和硅碳PCB将更多地应用于大功率IGBT模块的高密度三维封装。
无论IGBT模块对陶瓷PCB的要求如何不同,陶瓷电路板应具有以下特性:
l陶瓷基板具有优异的导热性和耐电压性;
l铜电路层具有极高的载流能力;
l电路层与陶瓷基板之间,有很强的附着力和可靠性;
l焊接性能好,并且该板适用于铝线键合。
展至电子科技多年专注于陶瓷基板,陶瓷电路板,氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板的生产制造厂家,在陶瓷基板方面定制和加工有着独到的经验。
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