Термално решење ИГБТ модула напајања
ИГБТ, као нова врста енергетског полупроводничког уређаја, игра важну улогу у новим областима као што су транзит железницом, нова енергетска возила и паметне мреже. Термички стрес узрокован превисоком температуром може довести до квара ИГБТ модула напајања. У овом случају, разуман дизајн одвођења топлоте и несметани канали за дисипацију топлоте могу ефикасно смањити унутрашњу топлоту модула, чиме испуњавају захтеве перформанси модула. Због тога се стабилност ИГБТ енергетских модула не може постићи без доброг управљања топлотом.
ИГБТ модули за напајање за возила обично користе течно хлађење за одвођење топлоте, које се даље дели на индиректно течно хлађење и директно хлађење течности. Индиректно течно хлађење усваја подлогу за хлађење са равним дном, са слојем топлотно проводљиве силиконске масти обложене на подлози и чврсто причвршћене за плочу за хлађење течности. Затим се расхладна течност пропушта кроз плочу за хлађење течности, а пут за хлађење је: чип ДБЦ супстрат равно дно расхладна подлога топлотно проводљива силиконска маст течна течност за хлађење плоче за хлађење. Чип служи као извор топлоте, а топлота се углавном преноси на течну расхладну плочу кроз ДБЦ подлогу, подлогу за расипање топлоте равног дна и топлотно проводну силиконску маст. Плоча за течно хлађење тада ослобађа топлоту кроз конвекцију хлађења течности.
Директно хлађење течним хлађењем усваја игличасти супстрат за расипање топлоте. Подлога за расипање топлоте која се налази на дну модула за напајање додаје структуру за расипање топлоте у облику пераја, која се може директно заптити заптивним прстеном како би се топлота распршила кроз расхладну течност. Пут одвођења топлоте је од расхладне течности за расипање топлоте игле од чипа ДБЦ супстрата, без потребе за топлотно проводљивом силиконском машћу. Овај метод омогућава ИГБТ модулу напајања да дође у директан контакт са расхладном течношћу, смањујући укупну вредност топлотног отпора модула за око 30%. Структура пераја игле у великој мери побољшава површину одвођења топлоте, значајно побољшавајући ефикасност одвођења топлоте. Густина снаге ИГБТ модула напајања такође може бити пројектована да буде већа.
Термопроводна маст је топлотно проводљив материјал који смањује топлотни отпор међуфазног контакта, дебљине до 100 микрона (дебљина лепљиве линије или БЛТ) и коефицијента топлотне проводљивости између 0,4 и 10В/м · К Може смањити контактни топлотни отпор између уређаја за напајање и хладњака узрокованих ваздушним празнинама и уравнотежити температурну разлику између интерфејса. Разуман избор термичког материјала интерфејса топлотно проводне силиконске масти може заштитити безбедан и стабилан рад ИГБТ модула.
