Журнал "Новости Электроники", номер 6, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 6, 2007 год.Специализированные модули IGBT для автомобильной промышленности Компания SEMIKRON анонсировала новые модули IGBT SKiM, изготовленные без применения пайки. Они предназначены для использования в инверторах тяговых приводов электро- и гибридомобилей. Стойкость к термоциклированию модулей SKiM в пять раз превышает этот показатель для стандартных модулей с паяным соединением базовой платы.

 

 

 

 

Большинство производителей силовых модулей продолжают совершенствовать технологию пайки для удовлетворения жестким требованиям, предъявляемым к транспортной электронике. В то же время используемая SEMIKRON технология прижимного контакта (pressure-contact technology) исключающая паяные соединения, и технология низкотемпературного спекания (low temperature sintering) для установки чипов на керамическую подложку представляют собой оптимальные решения, полностью исключающие развитие усталостных процессов в паяных соединениях и позволяющие обеспечить стойкость к термоциклированию, эквивалентную 10.000 циклов при градиенте температуры DТ = 100 К. Обе технологии были использованы при разработке силовых ключей SKiM 63/93.

Модули SKiM имеют сверхнизкое значение распределенной индуктивности соединительных шин LCE < 10 нГн, что обеспечивает высокую скорость переключения. Они могут работать при температуре кристаллов до 175°C и температуре окружающей среды до 175°C, это позволяет использовать одноконтурную систему жидкостного охлаждения.

Прижимная конструкция силового модуля SKiM и встроенная ламинированная копланарная шина обеспечивают равномерное распределение токов силовых кристаллов и токонесущих цепей. Выводы каждого чипа IGBT и антипараллельного диода имеют индивидуальное соединение с силовыми терминалами модуля. Такая конструкция позволяет кардинально снизить активное сопротивление соединительных шин и обеспечить суммарное значение сопротивления силовых выводов на уровне RCC'+EE' ≤ 0,3 мW, что более чем в 3 раза меньше типового значения RCC'+EE' для стандартных модулей, составляющего 1,1 мW. Подключение сигнальных выводов к плате управления осуществляется с помощью пружинных контактов, надежность работы которых в условиях тяжелых климатических и механических воздействий подтверждена многолетним опытом эксплуатации.

Для установки кристаллов на керамическую DBC подложку используется уникальная технология спекания. Тепловое сопротивление контактного слоя, состоящего из спеченного серебряного нано-порошка, гораздо ниже, чем у паяного соединения. Низкотемпературное спекание позволяет образовать очень стабильное и надежное соединение благодаря высокой температуре плавления серебра, низкой пористости и высокой равномерности порошковой структуры. В таком материале не развиваются усталостные процессы, что обеспечивает хорошую стойкость к термоциклированию и высокий срок службы даже в предельных условиях эксплуатации. Конструкция модулей SKiM позволяет практически полностью реализовать мощностные возможности силовых кристаллов, что способствует повышению экономической эффективности применения данных силовых ключей.

Благодаря отсутствию базовой несущей платы устраняется основная причина отказов силовых модулей - разрушение паяного соединительного слоя большой площади, происходящее вследствие термомеханических стрессов. Модули SKiM не только обладают очень высокой стойкостью к термоциклированию, они удовлетворяют самым жестким транспортным требованиям по вибрационным и ударным воздействиям.

В конструкции элементов новой серии SKiM воплотился 15-летний опыт компании SEMIKRON по разработке «безбазовых» модулей прижимной конструкции. Силовые модули, изготовленные по прижимной технологии SEMIKRON SKiiP, используются в 1.000 автобусов с гибридным приводом и 400.000 вильчатых погрузчиков.

Модули SKiM, выполненные по схеме 3-фазного инвертора IGBT, имеют высоту терминалов 17 мм и их стандартизованное расположение, совместимое с конструктивами ECONO+ и SEMiX 33c. Они выпускаются в двух типах корпусов: SKiM®63 (120 x 160 мм2) SKiM®93 (150 x 160 мм2), рабочий ток составляет 600/900 А для версии с рабочим напряжением 600 В и 300/450 А для версии 1200 В.

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.