今天，功率半導體為很多應用提供高功率密度的解決方案。 如何將功率器件的發熱充分散出去是解決高功率密度設計的關鍵。 通過使用IGBT焊接在雙面覆銅陶瓷板（DCB）上可以幫助減少散熱系統的熱阻，前提是需要IGBT單管封裝支持SMD工藝。 本文將展示一 01 引言 02 TO-247PLUS單管封裝的回流焊接 TO-247PLUS是一種可以容納高功率密度解決方案所需的大型晶片的理想封裝[1]。 為了最大限度地提高其熱性能，需要將晶片到冷卻系統的熱阻降至最低。 一種解決方案是將封裝的背面通過DCB焊接到水冷散熱器上。 作為一個標準的通孔器件（THD），一般使
在引腳頂部以及晶片表面可以觀察到明顯的分層。 眾所周知，這種分層會在產品的使用壽命內對導線產生負面影響。 此外，晶片墊片上的分層，延伸到封裝表面，可能會形成一條通往封裝外部的路徑，使晶片暴露在惡劣的環境條件下，如濕度。 標準的TO-247封 圖2展示了TO-247PLUS封裝的改進版在1000次溫度循環後的測試結果。 晶片頂部、晶片墊片、引腳頂部或晶片焊接層沒有分層。 因此，這種封裝是回流焊接的理想選擇。
圖2 滿足MSL1存儲條件的TO-247PLUS單管經過1000次溫度循環後的C-SAM 還進行了進一步的測試，以確定TO-247PLUS封裝適用於表面貼裝器件的極限。 滿足MSL1存儲條件的產品，在峰值溫度245°C及該溫度以下回流焊並持續30s，該封裝經歷了多達2000次溫度循環。 圖3和圖4顯示了CSAM的測試結果。 沒有發現嚴重的分層或電氣 圖3 滿足MSL1存儲條件並在2000次溫度循環後的TO-247PLUS SMD晶片頂面的C-SAM
圖4 滿足MSL1存儲條件並在2000次溫度循環後的TO-247PLUS SMD管腳頂部的C-SAM
03 熱性能測試 針對電機驅動器的大電流測試，將該器件安裝DCB 上，在該應用相關的條件下進行測試用來評估TO-247PLUS SMD封裝的在該應用條件下的熱性能。 3.1測試設置和條件 圖10 測試組件。 12個單管IGBT通過DCB安裝在水冷散熱器上 兩個單管並聯，使用B6拓撲，總共有12個測試樣品。 所有的DUT都被回流焊接在DCB上，並安裝在水冷散熱器基板上。 負載是一個永磁電機。 熱電偶被用來監測IGBT溫度、散熱器基板和進水/出水口。 該逆變器的母線電壓為310V，水溫被設定為 27°C。 3.2 測試結果 熱測試涉及最壞條件下的應用情況。 在低開關頻率下，變頻器各相上的IGBT都會在較長的時間內導通高峰值電流。 如果冷卻設計不合適，IGBT/二極體將被加熱，可能達到超過晶片的溫度。 表1 10kHz開關頻率下的堵轉測試數據
TO-247PLUS SMD是對CAV這些需要高功率密度和可靠的功率半導體的應用來講是理想的單管封裝。 該封裝能夠在DCB上進行回流焊接，不會產生分層。 這最大限度地減少了從器件晶片到DCB的熱阻。 應用測試驗證了EDT2 IGBT與EmCon3二極體共同封裝在 |
