英飞凌PrimePACK系列IGBT模块的安装说明

1 引言

2 导热胶和散器表面的建议

3 导热胶的手工应用

4 胶通过丝网印刷的应用

4.1 丝网印刷工艺

5 模块安装到散热器的过程

6 母线与主接线端的连接
文章来源：http://www.igbt8.com/jc/294.html

1 引言

大功率模块工作导致的功率损耗，需要通过散热器进行散热，以便不超过数据手册指定的模块工作时（Tvj,op）的最高允许温度（在开关过程中）。

本应用笔记将提供一些参考，关于不同导热胶的特性，导热胶如何使用，以及模块要如何安装才能使基板与散热器之间有良好的热传导。

本应用笔记的第二部分将提供一些信息和建议，关于PrimePACK TM 模块和母线排与模块主接线端的安装过程。

本应用手册提供的所有信息不具有约束性。提供的数据对于用户的个人应用的作用是无法预见和考虑到的。本应用建议并不能替待你或你们的技术部门在你们的产品的应用适用性上所需要做的详细评估和检查。因此本应用建议并没有成为合同保证的一部分，除非供应协议另有书面形式的明确规定。

2 导热胶和散热器表面的建议

由于模块基板和散热器独特的表面形状，在安装接触的表面处存在气隙。为了散热模块的损耗以及在芯片和散热器之间获得高效的导热特性，气隙必须用导热胶填充。导热胶最佳厚度应可以填满气隙，且不会阻止基板和散热器表面之间的金属接触。

一般来说，对于PrimePACK模块，如果是手工操作的话，典型的导热胶厚度建议值是50μm。根据导热胶粘度的不同，这个建议值是有可能存在差异的（如下）。

在我们的数据手册中，你可以找到模块基板和散热器之间的热阻值RthCH。为了在你的应用中获得这些值，模块和散热器之间的散热器表面的粗糙度Rz和平面度应该满足以下值：

基板尺寸表面粗糙度平面度

172x89 mm 模块： < 10μm < 30μm

250x89mm 模块： < 10μm < 50μm

以下数值表示厚度为 50μm的层需要的导热胶量。这些体积可以通过注射器来测量。

172x89 mm 模块: 0.77cm3

250x89mm 模块: 1.11cm3

安装之前的基板形状从浅凹到浅凸变化。在安装过程中，预弯基板将出现变形。为了确保安装到散热器之后的基板有个合理的形状，所有的英飞凌PrimePACK模块在生产过程都经过所的“腔测量”。 “腔测量”的测试条件是，通过把模块压到测量板上以在临界点时测出准确的腔，因此测量条件与模块安装到散热器的过程是一致的。

3 导热胶的手工应用

导热胶的应用是安装过程的最关键步骤之一。获得一个平坦的、均匀的和可重复制作的导热胶层是很有必要的。不平整的导热胶层可能导致基板的机械应力以及基板和散热器之间热阻的不合理分配。

第一个步骤是用异丙醇或乙醇清洗散热器和基板。需使用不起毛破布和带手套。模块和散热器的接触表面必须不被如油脂、胶残留或颗粒等的损害和污染。

这样一个薄层通过滚轴或齿刮刀的手工制作是有问题的。导热胶层厚度的均匀性和可重复制作总是有问题

的。实践证明这样的导热胶层厚度的可通过湿毛梳来实现。把湿毛梳垂直放在散热器表面，用梳子缓慢刮导热胶层。湿毛梳每一边都有不同长度的齿。导热胶厚度取决于“涂敷的”或“湿”齿的最大值和“未涂敷的”和“干”齿的最小值。

图 1 模厚测定仪，测量导热胶层厚度的湿毛梳

在训练阶段，为了鉴定和检验装配过程，需要研究模块拆卸后的导热胶层。对于这个应用，导热胶和模块要按照推荐的安装过程进行安装，允许导热胶流动和填充其余的空隙。根据导热胶粘度的不同，这个过程可能要花上几个小时。

在模块加热、拆卸、分离之后，如果基板上出现一个支状结构，说明导热胶厚度是恰当的。当把模块锁紧散热器后，少量的导热胶可能被横向排挤出。如果还有区域没接触到（如图2所示），需要用更多的导热胶重新安装测试。

图 2 拆卸后的模块基板示例。标记红色的区域是模块和散热器之间由于导热胶数量不足而未接触的位置。

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