【導讀】尺寸和功率往往看起來像是硬幣的兩麵。當你縮小尺寸時--這是我們行業中不斷強調的目標之一--你不可避免地會降低功率。但情況一定是這樣嗎？如果將我們的思維從芯片轉移到模塊設計上，就不需要拋硬幣了。

在IGBTmokuaizhong，xinpianmianjijianxiaodaozhilerezukangdezengjia，jineryingxiangxingneng。danshi
，youyujiaoxiaodexinpianzaijibanshangshifanglegengduodekongjian，yinciyoukenengliyongzhexiexindekeyongkongjianlaiyouhuamokuaidebuju。zaizhepianwenzhangzhong，womenjiangtantaoruhetiaozhengmokuaishejilaigaishanrexingneng。xiapianjiangtantaoruhegaishandianqixingneng。

作為參考，我們將使用采用TRENCHSTOP™ IGBT 7技術的新型1200V、600A EconoDUAL™ 3模塊
，該模塊針對通用驅動（GPD）

、商業
、建築和農業車輛（CAV）、不間斷電源（UPS）和太陽能等應用進行了優化。

更小的芯片帶來的散熱挑戰

與以前的IGBT 4技術相比
，1200V TRENCHSTOP™ IGBT 7中功率芯片的技術特點是芯片縮小了約30%。一yi般ban來lai說shuo，越yue小xiao越yue好hao，但dan對dui一yi個ge相xiang同tong電dian流liu等deng級ji的de模mo塊kuai，更geng小xiao的de芯xin片pian意yi味wei著zhe從cong相xiang同tong的de芯xin片pian麵mian積ji中zhong流liu過guo更geng多duo的de電dian流liu。這zhe導dao致zhi了le從cong芯xin片pian結jie到dao散san熱re器qi的de熱re阻zu抗kang增zeng加jia。為wei了le補bu償chang，你ni可ke以yi使shi用yong高gao導dao電dian性xing的de基ji板ban材cai料liao，改gai善shan基ji片pian與yu散san熱re器qi的de接jie觸chu
，或huo使shi用yong高gao導dao電dian性xing的de熱re界jie麵mian材cai料liao。然ran而er，這zhe種zhong材cai料liao會hui導dao致zhi更geng高gao的de成cheng本ben
，所suo以yi它ta們men往wang往wang不bu是shi設she計ji者zhe的de首shou選xuan。

每個人都喜歡免費的東西
，不是嗎？因此，讓我們把注意力轉移到基板上的“免費”空間。縮小30%的芯片使基板上有更多的可用空間。現在
，我們如何利用這些新釋放出來的空間來改善熱阻抗？

在EconoDUAL™ 3這zhe樣yang的de中zhong等deng功gong率lv模mo塊kuai中zhong，多duo個ge芯xin片pian並bing聯lian使shi用yong
，以yi實shi現xian高gao模mo塊kuai電dian流liu。由you於yu並bing聯lian，多duo芯xin片pian間jian存cun在zai熱re耦ou合he。來lai自zi兩liang個ge芯xin片pian的de熱re鋒feng在zai模mo塊kuai的de某mou一yi點dian上shang重zhong疊die，這zhe導dao致zhi兩liang個ge芯xin片pian的de有you效xiao耦ou合he麵mian積ji減jian少shao（圖1）。

圖1：簡化的模塊橫截麵顯示了兩個芯片的熱量擴散和熱量重疊與芯片距離的關係。熱量從芯片1流經直接鍵合的銅基板（DBC）
、底板、TIM，並進入散熱器。

優化IGBT模塊布局，提高熱性能

帶有銅底板的模塊對芯片之間的距離依賴性較小
，因為銅底板為散熱器提供了一個厚實、高傳導性的熱路徑。然而，與其他優化模塊布局的步驟相結合
，芯片的位置可以產生重大影響。

圖2：在不同的芯片放置和DBC設計下，EconoDUAL™ 3封裝的散熱層中的模擬溫度分布

在圖2中
，你可以看到芯片放置在兩個具有相同熱堆的EconoDUAL™ 3模塊布局上的差異。除了優化芯片的位置外，直接鍵合銅基板（DBC）的布局也會產生影響。通過在模塊布局V2中使用三個較小的DBC--而不是V1中的兩個較大的DBC，底板可以被優化，具有較低的彎曲度
，從而改善與散熱器的熱接觸。

為了了解芯片縮小
、模塊布局和DBC如何結合起來影響整體熱阻抗（Rth,jh），我們測量了它們對各種IGBT 4和IGBT 7模塊布局的影響。在圖3的第二列（IGBT7，模塊布局V1，DBC #1）
，你可以看到，通過簡單地縮小芯片尺寸而不對布局做任何改變，IGBT的Rth,jh增加了大約20%。

圖3：與前一代IGBT 4模塊相比


，通過模塊布局、腔體優化和DBC厚度對Rth,jh的改進

我們在第三欄中更進一步（IGBT7，模塊布局V2，DBC #1），顯示了將模塊的內部布局從2個DBC改為3個DBC的影響，如圖2所示。這表明，通過模塊布局，30%的芯片麵積減小，僅使IGBT結-散熱器Rth,jh增加了10%（IGBT7，模塊布局V2，DBC #1）

為了適應需要更高的隔離電壓的應用，可以增加DBC陶瓷的厚度。圖3的最後一欄（IGBT7
，模塊布局V2，DBC #2）代表了具有更厚陶瓷基板的新設計：已經上市的1200V TRENCHSTOP™ IGBT 7。

來源：Jan Baurichter，英飛淩

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻
、圖片
、文字如涉及作品版權問題

，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

當自主機器人化身小跟班一樣的行李箱
，讓你省心省力

技術演變正在進行：V2X架構

設計高效電動車快速直流充電樁方案，您需要這樣一份文檔！

RS-485基礎知識：失效防護偏置網絡的兩種方法

什麼是空間音頻

？它與雙耳音頻有什麼關係？