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揭开神秘的IGBT模块内部结构

发布时间:2023-04-07作者来源:薄膜材料前沿浏览:1026


博主天空电源小胜哥拆解IGBT模块的视频,拆解的是Infineon的EconoPIM™3,型号为FP100R12KT4。下面我们一起来看一下IGBT模块内部到底是怎么样。

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以英飞凌模块为例
根据英飞凌IGBT模块命名规则,FP100R12KT4的具体含义为:
  • 拓扑形式:FP代表功率集成模块(三相整流+刹车+三相全桥)
  • 电流等级:100代表100A(安培)
  • 电压等级:12代表1200V(伏)
  • 封装形式:K代表Econo封装,Econo封装采用铜基板设计,可优化散热,并包含热敏电阻(NTC)
  • 芯片代数:T4表示第四代IGBT芯片,特征为沟槽栅+场截止,T4是小功率系列,开关频率[敏感词]20kHz

常见的拓扑形式有:

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常见的封装形式有:
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IGBT芯片:
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下图是Infineon IGBT模块FP100R12KT4的详细信息。

该模块由塑料外壳封装起来,底部为导热钣金,导热钣金贴在散热器上,用四个螺丝固定。Pin脚焊在陶瓷衬板上。

由拆解视频可以看出,整个内部采用硅凝胶灌封,起到散热和保护的作用。

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下图是IGBT模块内部的完整结构。
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该模块主要用于变频器和伺服电机控制,内部有很多方形晶圆,图中标注的是IGBT

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这个模块里面集成了三相输入的整流桥,包含有6个整流二极管。

该模块包含了6个IGBT的逆变单元,C-E间并联一个二极管。图中的标注可以看出,大方块的晶圆是IGBT,小方块的晶圆是二极管。

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IGBT和二极管两两一对,总共有六对。

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模块内部左上方还集成了一个单独的IGBT,边上还有一个相应的小的二极管。用于制动的和由于这个IGBT的面积小,所以功率电流小,用于制动,也就是制动单元。

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模块内部右边还集成了一个测量IGBT温度的热敏电阻(NTC),电阻旁边有管脚引出。

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此外,模块上还包含很多工艺,如用于传输电流的绑定线。

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还有用于散热及保护的硅胶。

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模块底部可以看到厚厚的散热铜基板,基板内部是铜,表面镀了一层金属。在铜基板跟芯片之间还有陶瓷衬板,用来绝缘和散热,可以看到这个模块内部采用了3块陶瓷衬板。

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看到这里,IGBT模块的整个的结构你了解了吗?



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