国产肉体XXXX裸体137大胆,国产成人久久精品流白浆,国产乱子伦视频在线观看,无码中文字幕免费一区二区三区 国产成人手机在线-午夜国产精品无套-swag国产精品-国产毛片久久国产

新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設(shè)計應(yīng)用 > 功率器件熱設(shè)計基礎(chǔ)(九)——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴散

功率器件熱設(shè)計基礎(chǔ)(九)——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴散

作者: 時間:2025-01-23 來源:英飛凌 收藏

/ 前言 /

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/202501/466588.htm

功率半導(dǎo)體是實現(xiàn)IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎(chǔ),只有掌握功率半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識,才能完成精確,提高的利用率,降低系統(tǒng)成本,并保證系統(tǒng)的可靠性。

熱設(shè)計基礎(chǔ)系列文章會比較系統(tǒng)地講解熱設(shè)計基礎(chǔ)知識,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程測量方法。

任何導(dǎo)熱材料都有熱阻,而且熱阻與材料面積成反比,與厚度成正比。按道理說,銅基板也會有額外的熱阻,那為什么實際情況是有銅基板的模塊散熱更好呢?這是因為熱的橫向擴散帶來的好處。

熱橫向擴散

除了熱阻熱容,另一個影響半導(dǎo)體散熱的重要物理效應(yīng)為熱的橫向傳導(dǎo)。這個術(shù)語指熱能在熱導(dǎo)體內(nèi)立體交叉?zhèn)鬏?,即熱量不僅能垂直傳導(dǎo)也可以橫向傳導(dǎo)。根據(jù)公式1,可由表面積 和厚度 計算 th 

如果熱源的熱流 th,C 從一個有限面向另一個面積更大的熱導(dǎo)體傳導(dǎo),熱量的出口面積 out 比進口表面積 in 大,因此熱流密度不斷減小,但總熱量不變,如圖一和圖二所示。

圖一:平板上熱的橫向傳導(dǎo)

圖二:平板中熱的橫向傳導(dǎo)

出口表面積 out 比進口表面積 in 大多少取決于兩個因素:

1. 平板的厚度 d

2. 角 α

在熱的橫向傳導(dǎo)時,定為一個方形熱源,熱導(dǎo)體的熱阻可以近似計算為:

式中, in 為入口表面 in 的邊長(m)。

角 α 表示熱導(dǎo)體的一種特性,如果有幾層不同的材質(zhì),每層的 th 必須單獨確定,然后綜合所有熱阻值得出總熱阻。圖三給出了采用兩層不同材質(zhì)散熱時熱的橫向傳導(dǎo)。

圖三:采用兩層不同材質(zhì)散熱時熱的橫向傳導(dǎo)

由于熱的橫向傳導(dǎo),根據(jù)方形進口表面積:

第一層材料的熱阻為:

而對于第二層材料,第一層的橫向傳導(dǎo)導(dǎo)致第二層入口表面積增大為:

這樣第二層材料的熱阻為:

而它有效的出口面積:

因此,綜合兩層的情況得到總的熱阻為:

分析

基于這知識點,我們可以做什么分析呢?

1

采用相同芯片的銅基板模塊FS50R12KT4_B15比DCB模塊FS50R12W2T4散熱性能好,以50A 1200V IGBT4技術(shù)的模塊為例,結(jié)對散熱器的熱阻差48%。

2

由于DCB模塊FS50R12W2T4沒有銅基板,結(jié)對殼的熱阻 thJC =0.45k/W,比有銅基板模塊FS50R12KT4_B15熱阻結(jié)對殼的熱阻要低一些,因為銅基板引入的熱阻;但DCB模塊殼對散熱器的熱阻要高很多,因為效應(yīng)。

3

單管IKW40N120T2與模塊比,更小的芯片尺寸,40A單管的結(jié)對殼的熱阻 thJC =0.31k/W,遠低于模塊,這是因為芯片直接焊接在銅框架上,由于熱擴散效應(yīng),散熱更好。

4

4個芯片比單個芯片散熱要好。

要驗證我們的猜想4個芯片通過并聯(lián)實現(xiàn)大電流要比單個大電流芯片散熱要好,可以研究圖二中的 out 的值。

我們做一個paper design,把4個50A 1200V芯片IGC50T120T6RQ,取代單個200A 1200V芯片,為了簡化問題,我們假設(shè)芯片是直接燒結(jié)在3mm厚的銅板上,并假設(shè)熱擴散角是45度。

通過下表的計算發(fā)現(xiàn),4個50A芯片的 out =100.9*4=403.6mm2,比單個200A芯片280mm2要大44%,散熱更好。

總結(jié)

本文第一章摘自參考資料《IGBT模塊:技術(shù)、驅(qū)動和應(yīng)用》,通過分析各種封裝產(chǎn)品的數(shù)值給讀者量化的概念,供參考。



評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉