英飞凌IGBT安装指导书

1 简介

由于大功率模块的运行会导致模块发热，所以必须通过散热片来耗散掉这些能量，以至于模块温度不超过数据手册中指定的运行中最高温度（在开关状态中）的特定值。

2关于导热剂与散热器表面的建议

对于模块基板与散热片的各自表平面，在两个啮合面之间有一个固有的气隙。为了驱散掉模块中功率损耗并在芯片与散热器之间有一个高效的热通道。这些气隙或者凹处就必须用导热剂填充。最佳的涂层厚度为取代所有的空气，但不能阻止基板与散热器之间的金属-金属接触面。

按照一般规则，对于PrimePACk模块来说，如果手工来涂抹导热剂，我们建议50um的典型厚度。根据导热剂的粘度，存在与推荐值的偏差也是可能的（请见下文）。

在我们的数据手册里，你会发现一个热阻R

的数值，它表示的是模块基板

thCH

与散热器之间的导热阻抗。为了在你的应用中确保这个热阻值，在模块与散热器之间接触面的粗糙度和散热器的平整度应该具有以下：

基板规格表面粗糙度平整度

172×89mm 模块：<10um <30um

250×89mm 模块：<10um <50um

下面的这些量值一个准则，就是导热剂为了达到50um的涂层所需要的量值。这些容量可以通过注射或者利用别的管子来测量得到。

172×89mm 模块： 0.77cm3

250×89mm 模块： 1.11cm3

2 丝网印刷工艺

在丝网印刷的过程中，导热剂被直接应用于模块的基板。以下图片展示的是机器工作及导热剂涂抹过程。

1.首先清洁金属夹具上的变硬的导热剂残留物或者其他杂质。可以应用适当的乙

醇等化学物品。

2.校准丝网模板与模块的位置，如图4所示，把PrimePACK模块放进卡槽里。

图4在丝网印刷工艺中用来校准PrimePack 2与PrimePack 3模块的夹具

3.转动夹具使其与基板对齐。使用足量的导热剂。

4.用刮刀或者油刀交错刮涂导热剂，确保所有的凹孔都填满导热剂。

5.最后按照安装说明把模块安装在散热器上。

一个典型的导热剂丝印后的基板图片如图5

图 5 经过导热剂丝印工艺，在安装到散热器上之前的模块基板。

导热剂仅仅被用到了需要的地方。所以需要很少的量。

经过这个工艺，从散热器上拆除的模块基板显示涂层发布很均匀。如图6所示

图 6 从散热器上拆除的模块基板

3 模块到散热器的安装

为了避免基板的不必要的拉伸和张力，散热器必须保证硬度并避免在安装和运输过程中的变形。

所有的安装螺钉都必须按照统一的特定的扭矩。使用电子控制的或者至少低速电子螺丝刀可以确保这个扭矩。这个工作也可以通过定扭矩扳手来手工完成。考虑到精度问题，我们建议最好不要使用气动螺丝刀。

图7 PrimePack模块的装配图

为了使导热剂均匀发布，确保散热器的接触点控制。我们建议在涂覆导热剂和模块定位到散热器上以后，按照以下步骤来拧紧172×89模块上的10个螺丝（或者250×89模块上的14个螺丝）：

1.通过对角线上的螺丝慢慢固定模块。例如PrimePack2上的螺丝7—8（PrimePack2

上的螺丝11—12），用手缓慢按压模块并轻轻转动来分布导热剂。

2.

3.按照6Nm±10%的扭力拧紧螺丝，如图7所示：PrimePack2的1-10和PrimePack3

的1-14，按照途中数字顺序拧紧。

如果利用高粘度的导热剂，我们建议在1步与2步之间加入一步1.a：

1.a 按照之前相同的方向以2Nm±15%的扭力拧紧螺丝，通过附加的这一步骤，可以是导热剂能更好的分布开并填满空隙。

4.母线排与模块功率端子的连接

集电极的功率端子与发射极的功率端子一样，需要与母线排有很好的电接触和热接触。母线排的接触面一定要标准，才能避免模块上另外的发热。

母线排必须按照下面的方法来连接到功率端子，在装配过程中这些力都不能超过图8所示的值。

图8 PrimePACK模块的功率端子和辅助端子所允许的最大的拉力和推力。

辅助端子必须对应连接，参考通用的静电防护手册，不允许任何负载电流流经辅助集电极。

功率端子要尽可能可靠的连接。如图9所示被推荐。如果模块或者母线排振动的时候，这些是非常重要的。推荐为这些端子应该紧压而不是拉紧或者拔起。

注意：推荐当连接母线排到功率端子时，要压紧模块。推荐的安装高度为37.7mm。母线排的公差和允许值不能让应力的大小超过图8所示的值。

图9 推荐的模块端子连接方法

推荐：螺丝规格与扭矩对应表

部件螺丝规格扭矩

机械，装配，基板M5 3……6Nm

辅助端子M4 1.8……2.1Nm

功率端子M8 8……10Nm