
MiniSKiiP模塊的現場應用量超過3500萬件,為電力電子領域帶來了革新。它是首款采用預涂熱界面材料的模塊,也是首批滿足工業標準的碳化硅模塊之一,并且是唯一涵蓋1至90kW功率范圍的全方位電機驅動器解決方案。
今天,我們仍在變革未來。MiniSKiiP利用賽米控技術系列提高可靠性和功率密度,逐漸在中壓逆變器等新市場贏得一席之地。而在電機驅動應用中,MiniSKiiP更被喻為功率密度大師。
實現這一點的一種途徑是優化芯片和散熱器之間的熱阻層。通過采用獨特的賽米控封裝技術,在物理芯片組和功率模塊尺寸相同的情況下,輸出電流及功率密度提高了30%以上。
熱界面材料(TIM或導熱硅脂)所帶來的熱阻占芯片與散熱器之間熱阻Rth(js)的最大比例,約50%,這就是為什么要首先重點改善該層的原因。
TIM的主要任務是以最小的層厚度來平滑模塊基板和散熱器粗糙表面,從而實現兩個表面之間的熱連接。 為什么一種涂層的效果比另一種更好,為什么它優于散熱墊? 答案是TIM的成分,包括兩個主要元素,導熱填充材料(顆粒)和負責潤濕性的基質載體材料。
對于熱界面材料層(Rth,bulk)主體部分的熱阻而言,填充度是最重要的因素,單個顆粒的熱導率影響較小。填充度描述化合物內部傳導材料的體積。然而,靠近金屬表面的接觸層(Rth,contact)熱阻主要由這些顆粒的尺寸和尺寸分布來定義。
因此,為了獲得最佳的總體熱阻Rth, TIM,填充度、顆粒尺寸、顆粒尺寸分布以及不太重要的顆粒的導熱性必須得到優化。賽米控的高性能導熱脂(HPTP)正是這樣實現的。
填充度和總體性能之間的相關性對于HPTP也是可見的:導熱率的數據表值是平均值,而在應用于功率模塊時熱性能更勝一籌,正如賽米控進行的綜合基準測試所驗證的那樣。
除了這些因素之外,功率模塊及其安裝條件也對HPTP的性能有重大影響。為此,必須針對每種類型的功率模塊來優化導熱硅脂的厚度和分布。
賽米控HPTP可用于幾款無基板功率模塊,每款都具有經過優化的印刷圖案。每個預涂導熱硅脂模塊都要進行全面的認證測試,以確保TIM在應用中的長期穩定性和性能,以及保證安裝前的保質期。除了工業應用以外,也滿足更具挑戰性的需求,即汽車標準。
整體熱阻Rth(j-s)的第二大組成部分是陶瓷材料,對其進行優化也是有道理的。氧化鋁(Al2O3)直接鍵合銅(DBC)基板的替代品如今被廣泛使用。考慮到熱和機械參數,氮化硅(Si3N4),AMB(活性金屬釬焊)陶瓷是理想的候選材料,與氧化鋁相比,它們的導熱率提高4倍并且具有更好的主要機械特性。
這些組件在Rth(j-s)和輸出電流方面擁有的優勢是巨大的。基于MiniSKiiP封裝3的三相全橋拓撲結構模擬了典型的電機驅動應用。在現有氧化鋁基板模塊上用HPTP替代標準TIM,Rth(j-s)減小了34%。在一個頻率為4kHz、持續10秒過載200%的標準電機驅動應用中,得到的結果是在相同的結溫下輸出電流高出20%。
如果在使用高性能導熱硅脂的情況下,再用氮化硅(Si3N4)替代氧化鋁(Al2O3)襯底,則Rth(j-s)會減小多達54%,提升了模塊的輸出功率并且功率密度提高34%。
我們可以看到功率模塊中的先進的熱界面材料和基板技術相結合,極大地提高了電機驅動應用的輸出性能。所有這一切都不會影響模塊的使用壽命。
關于賽米控
賽米控是全球領先的功率模塊和系統制造商之一,產品主要應用于中等至大功率范圍(約2kW-10MW)。我們的產品是用于現代高效節能電機驅動和工業自動化系統的核心。其他應用領域包括電源,可再生能源(風能和太陽能)和多用途車輛。賽米控的創新電力電子產品使其客戶能夠開發更小,更節能的電力電子系統。這些系統可以降低全球能源需求。
賽米控公司是一個家族式企業,總部位于德國紐倫堡。賽米控公司創建于1951年,全球擁有超過3,000名員工。賽米控在全球共有25家子公司,并在德國、巴西、中國、法國、印度、意大利、韓國、斯洛伐克、和美國分別設生產基地,能夠快速和全面地為當地客戶服務。賽米控于2009年成立了網上直銷平臺, 為客戶提供多一種銷售渠道。賽米控網上直銷平臺可以為世界各地的客戶提供每天24小時多國語言的銷售和技術支持以及電子商務。
共0條 [查看全部] 網友評論