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英飞凌EconoDUAL3 IGBT模块安装说明及应用笔记

1 一般信息
1.1 一般应用信息
1.2 静电敏感元件的处理
2 将PCB电路板安装到模块上的说明
2.1 将PCB电路板安装到可焊模块上的说明
2.1.1 额外加固印刷电路板
2.2 将PCB电路板安装到Press-FIT模块上的说明
2.2.1 采用Press-FIT技术安装印刷电路板的要求
2.2.2 压入过程
2.2.3 压入工具
2.2.4 压入力度
2.2.5 额外加固印刷电路板
3 模块装配对散热器的要求
4 导热界面材料的应用
4.1 采用丝网印刷术涂敷导热膏
4.2 替代方法:借助滚筒或抹刀涂敷导热膏
5 将模块安装到散热器上
5.1 用于将模块安装到散热器上的螺丝 
5.2 将模块安装到散热器上
6 将母线排连接至电源端子
6.1 连接电源端子时实现理想的应力消除
7 机械负载(振动和冲击)
8 IGBT模块的贮存和运输
文章来源:http://www.igbt8.com/jc/295.html
1 一般信息
1.1 一般应用信息
通过在生产过程中执行适当的可靠性测试和100%最终测试,确保符合英飞凌IGBT模块要求。
IGBT模块产品数据表和应用笔记中给出的最大值,均为不得超出的规定限值,哪怕只是短时超限也不允许,因为这会导致元件损坏。
本应用笔记未能涵盖所有不同应用和应用条件。因此,应用笔记不能替代用户执行的细致深入的技术评估和检查。因此,不论在任何情况下,应用笔记均不应构成任何供应商同意的保证的一部分,除非供应协议以书面方式另行规定。
1.2 静电敏感元件的处理
IGBT模块是静电敏感元件。静电放电(ESD)可能导致这些模块被过早损坏甚至毁坏。
为了防止静电放电造成元件毁坏或过早损坏,所交付的元件均采用了适当的静电防护封装,符合公认的ESD法规要求。
要拆卸静电防护装置,处理未受保护的模块,必须在符合ESD法规要求的工作场所中执行。如需了解更多信息,请参考诸如IEC 61340-5-1和ANSI/ESD S2020等ESD安装准则。
静电放电标志
图1:静电放电标志
2 将PCB电路板安装到模块上的说明
2.1 将PCB电路板安装到可焊模块上的说明
2.1.1 额外加固印刷电路板
利用外接驱动板,可实现尽可能短的栅极-集电极连接,以防止磁耦合,并最大限度地降低栅电路的寄生电感。
完成焊接之后,建议采用机械方法,消除模块与印刷电路板之间的应力。可以利用自攻螺丝或类似的紧固方法,通过模块上的4个PCB电路板安装支脚(请参见图2),将PCB电路板安装到模块上,以消除应力。
如需进一步的技术支持,可应要求提供评估驱动板和评估模块适配器板(模块适配器用于连接栅极电阻和箝位二极管)。关于EconoDUAL™评估驱动板的更多信息,请参考应用笔记AN2006-04《面向EconoDUAL™ IGBT模块的评估驱动板》。
除用手拧紧螺丝,将PCB电路板安装到安装孔中之外,最好使用有扭矩限制的电子控制的螺丝刀,或至少缓慢旋转的电动螺丝刀(U ≤ 300U/分钟)来执行这个操作。
由于不精确,我们不建议使用气动螺丝刀。
EconoDUAL™ 3模块上的PCB电路板安装支脚(红圈)
图2: EconoDUAL™ 3模块上的PCB电路板安装支脚(红圈)
取决于所安装的具体PCB 电路板的厚度和重量,拧入PCB 电路板安装支脚内的有效螺纹长度应当至少为 lmin  4 毫米,且最长不超过lmax  10 毫米。
 A. 正确地将螺丝拧入PCB 电路板安装支脚 B. 将螺丝拧入PCB 电路板安装支脚的位置错误
图3: A. 正确地将螺丝拧入PCB 电路板安装支脚 B. 将螺丝拧入PCB 电路板安装支脚的位置错误
安装支脚上半部的1.5 毫米仅用作引导,不能受力。螺丝拧入的过程中,塑料内壁上将自动形成螺纹。推荐的自攻螺丝为,例如:
- EJOT PT WN 1451 K25x10 A2K : Mmax = 0.65Nm ± 10%
为避免安装支脚损坏或破裂,必须在安装过程中将螺丝垂直插入安装支脚(图3)。推荐的螺丝和扭矩基于实验室试验。取决于所使用的螺丝和工具,有必要相应地调整安装过程。
PCB电路板安装完毕之后,即可执行焊接(手动焊接、选择性焊接或波峰焊接)。遵循这个安装顺序,可以最大限度地减小对焊点造成的机械应力。
如果在开始焊接之前,要借助底板下方的加热板或通过循环热风对模块进行预热处理,那么,必须对预热过程进行控制,以确保预热温度T≤150°C,且时间t≤30分钟。
在整个焊接过程中,必须小心谨慎,既不能让焊接温度过高,也不能让焊接时间太长,以免辅助引脚导致塑料外壳因过热而变形。
按照IEC 68第2条的规定,焊接过程中必须满足最高焊接温度T=260°C,最长焊接时间tmax≤10s的要求。
应用笔记AN2005-06《焊接Econo和Easy模块》中详细介绍了关于焊接过程的更多信息。
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