Solusi termal Modul Daya IGBT
IGBT, sebagai perangkat semikonduktor daya jenis baru, memainkan peran penting dalam bidang-bidang baru seperti angkutan kereta api, kendaraan energi baru, dan jaringan pintar. Tekanan termal yang disebabkan oleh suhu berlebihan dapat menyebabkan kegagalan modul daya IGBT. Dalam hal ini, desain pembuangan panas yang masuk akal dan saluran pembuangan panas yang tidak terhalang dapat secara efektif mengurangi panas internal modul, sehingga memenuhi persyaratan kinerja modul. Oleh karena itu, stabilitas modul daya IGBT tidak dapat dicapai tanpa manajemen termal yang baik.
Modul daya IGBT tingkat kendaraan biasanya menggunakan pendingin cair untuk pembuangan panas, yang selanjutnya dibagi menjadi pendingin cair tidak langsung dan pendingin cair langsung. Pendinginan cair tidak langsung menggunakan substrat pendingin dengan dasar datar, dengan lapisan minyak silikon konduktif termal yang dilapisi pada substrat dan melekat erat pada pelat pendingin cair. Kemudian, cairan pendingin dilewatkan melalui pelat pendingin cair, dan jalur pendinginannya adalah: substrat chip DBC substrat pendingin bawah datar cairan pelumas silikon konduktif termal cairan pendingin pelat pendingin. Chip berfungsi sebagai sumber panas, dan panas terutama disalurkan ke pelat pendingin cair melalui substrat DBC, substrat pembuangan panas dasar datar, dan gemuk silikon konduktif termal. Pelat pendingin cair kemudian melepaskan panas melalui konveksi pendingin cair.
Pendinginan cairan langsung mengadopsi substrat pembuangan panas tipe jarum. Substrat pembuangan panas yang terletak di bagian bawah modul daya menambahkan struktur pembuangan panas berbentuk sirip jarum, yang dapat langsung disegel dengan cincin penyegel untuk menghilangkan panas melalui cairan pendingin. Jalur pembuangan panas berasal dari pendingin substrat pembuangan panas jenis jarum substrat chip DBC, tanpa memerlukan minyak silikon konduktif termal. Metode ini memungkinkan modul daya IGBT bersentuhan langsung dengan cairan pendingin, sehingga mengurangi nilai ketahanan termal modul secara keseluruhan sekitar 30%. Struktur sirip jarum sangat meningkatkan luas permukaan pembuangan panas, sangat meningkatkan efisiensi pembuangan panas. Kepadatan daya modul daya IGBT juga dapat dirancang lebih tinggi.
Gemuk konduktif termal adalah bahan konduktif termal yang mengurangi ketahanan termal kontak antarmuka, dengan ketebalan hingga 100 mikron (ketebalan garis perekat atau BLT) dan koefisien konduktivitas termal antara 0,4 dan 10W/m · K Hal ini dapat mengurangi hambatan termal kontak antara perangkat listrik dan heat sink yang disebabkan oleh celah udara, dan menyeimbangkan perbedaan suhu antar antarmuka. Pemilihan bahan antarmuka termal yang wajar gemuk silikon konduktif termal dapat melindungi pengoperasian modul IGBT yang aman dan stabil.
