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IGBT 모듈은 낮은 구동 전압, 강력한 전력 처리 능력, 높은 스위칭 주파수 등의 장점을 지닌 전력 소자입니다.그러나 이는 열적 특성과도 분리될 수 없습니다.전력반도체 모듈의 약점은 과전압과 과열이다.이 열을 효과적으로 관리하지 않으면 장비 고장, 효율 저하, 수명 단축 등의 원인이 될 수 있습니다.장치와 시스템의 열 특성을 정확하게 설계해야만 장치의 장기적으로 안정적인 작동이 보장되고 그 잠재력이 완전히 활용될 수 있습니다. 이것이 바로 IGBT의 열 관리입니다.IGBT의 지속적인 소형화와 급속히 증가하는 전력 정격은 열 유속이 상당히 높기 때문에 복잡한 열 관리가 필요합니다.
모듈의 경우 IGBT 방열 기술은 주로 패키징 및 연결 반복을 중심으로 이루어집니다.모듈 패키징 및 연결 기술은 항상 기판, DBC 보드, 용접, 바인딩 라인 및 방열 구조의 지속적인 최적화를 중심으로 이루어집니다.
칩 간 연결 방법: 알루미늄 와이어/스트립→구리 와이어→플랫 연결
방열 구조: 단면 간접 방열 → 단면 직접 수냉 → 양면 수냉 구조.
DBC 보드 및 기판: 재료 반복(A1203→AIN→Si3N4), 기판 재료는 Cu에서 A1SiC까지 반복됩니다.
IGBT 전력 소자가 작동할 때 전도 상태 손실과 스위칭 손실로 인해 많은 양의 열이 발생합니다.
위에서 아래로의 방열 경로는 칩 → 세라믹 동박 적층판 → 기판 → 방열판입니다.
마지막으로 능동 또는 수동 냉각을 사용하면 방열판과 공기가 대류 및 복사 열 전달을 통해 열을 제거합니다.
전체 전도 과정에는 열저항이 존재하며, 이는 IGBT 파워 모듈의 방열에 영향을 미치는 주요 요인입니다.방열효과를 높이기 위해서는 열저항을 줄이는 것이 가장 중요한 방법이다.