IGBT Power Module เย็นลงอย่างไร

IGBT ซึ่งเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังรูปแบบใหม่ มีบทบาทสำคัญในสาขาเกิดใหม่ เช่น การขนส่งทางรถไฟ ยานพาหนะพลังงานใหม่ และกริดอัจฉริยะ ความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากอุณหภูมิที่มากเกินไปสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของโมดูลพลังงาน IGBT ในกรณีนี้ การออกแบบการกระจายความร้อนที่เหมาะสมและช่องกระจายความร้อนที่ไม่มีสิ่งกีดขวางสามารถลดความร้อนภายในของโมดูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของโมดูล ดังนั้น เสถียรภาพของโมดูลพลังงาน IGBT จะไม่สามารถทำได้หากไม่มีการจัดการระบายความร้อนที่ดี

โมดูลพลังงาน IGBT เกรดยานยนต์มักจะใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อการกระจายความร้อน ซึ่งแบ่งออกเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อมและการระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรง การระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อมใช้พื้นผิวการทำความเย็นด้านล่างแบบแบน โดยมีชั้นของจาระบีซิลิโคนนำความร้อนเคลือบบนพื้นผิวและติดแน่นกับแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว จากนั้นของเหลวหล่อเย็นจะถูกส่งผ่านแผ่นทำความเย็นของเหลวและเส้นทางการทำความเย็นคือ: พื้นผิวชิป DBC พื้นผิวการทำความเย็นด้านล่างแบน จาระบีซิลิโคนนำความร้อนของเหลวแผ่นทำความเย็นของเหลวระบายความร้อนของเหลว ชิปทำหน้าที่เป็นแหล่งความร้อน และความร้อนส่วนใหญ่ถูกส่งไปยังแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวผ่านสารตั้งต้น DBC สารตั้งต้นการกระจายความร้อนด้านล่างแบบแบน และจาระบีซิลิโคนนำความร้อน แผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวจะปล่อยความร้อนผ่านการพาความร้อนด้วยของเหลว

การระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงใช้สารตั้งต้นการกระจายความร้อนแบบเข็ม วัสดุกระจายความร้อนที่ด้านล่างของโมดูลจ่ายไฟจะเพิ่มโครงสร้างการกระจายความร้อนรูปทรงครีบเข็ม ซึ่งสามารถปิดผนึกได้โดยตรงด้วยวงแหวนปิดผนึกเพื่อกระจายความร้อนผ่านสารหล่อเย็น เส้นทางการกระจายความร้อนมาจากชิป DBC สารตั้งต้นประเภทเข็มชนิดระบายความร้อนของสารหล่อเย็นของสารตั้งต้นการกระจายความร้อน โดยไม่จำเป็นต้องใช้จาระบีซิลิโคนนำความร้อน วิธีนี้ช่วยให้โมดูลพลังงาน IGBT สัมผัสโดยตรงกับสารหล่อเย็น ส่งผลให้ค่าความต้านทานความร้อนโดยรวมของโมดูลลดลงประมาณ 30% โครงสร้างครีบเข็มช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวการกระจายความร้อนได้อย่างมาก ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนอย่างมาก ความหนาแน่นของพลังงานของโมดูลพลังงาน IGBT ยังสามารถออกแบบให้สูงขึ้นได้

จาระบีนำความร้อนเป็นวัสดุนำความร้อนที่ช่วยลดความต้านทานความร้อนเมื่อสัมผัสพื้นผิว โดยมีความหนาสูงสุด 100 ไมครอน (ความหนาของเส้นกาวหรือ BLT) และค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนระหว่าง 0.4 และ 10W/m · K สามารถลดความต้านทานความร้อนสัมผัสระหว่างอุปกรณ์ไฟฟ้าและแผงระบายความร้อนที่เกิดจากช่องว่างอากาศ และปรับสมดุลความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอินเทอร์เฟซ การเลือกใช้จาระบีซิลิโคนนำความร้อนของวัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อนอย่างเหมาะสมสามารถป้องกันการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของโมดูล IGBT