igbt模块实物接线图分析

IGBT模块是由IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上；IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块；随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见。

　　IGBT模块连接图

　　IGBT模块的安装：

为了使接触热阻变小，推荐在散热器与IGBT模块的安装面之间涂敷散热绝缘混合剂。涂敷散热绝缘混合剂时，在散热器或IGBT模块的金属基板面上涂敷。如图1所示。随着IGBT模块与散热器通过螺钉夹紧，散热绝缘混合剂就散开，使IGBT模块与散热器均一接触。

　　上图：两点安装型模块 下图：一点安装型模块

　　图1 散热绝缘混合剂的涂敷方法

涂敷同等厚度的导热膏（特别是涂敷厚度较厚的情况下）可使无铜底板的模块比有铜底板散热的模块的发热更严重，最终引至模块的结温超出模块的安全工作的结温上限（Tj《 125℃或125℃）。因为散热器表面不平 整所引起的导热膏的厚度增加，会增大接触热阻，从而减慢热量的扩散速度。

IGBT模块安装时，螺钉的夹紧方法如图2所示。另外，螺钉应以推荐的夹紧力矩范围予以夹紧。如果该力矩不足，可能使接触热阻变大，或在工作中产生松动。反之，如果力矩过大，可能引起外壳破坏。将IGBT模块安装在由挤压模制作的散热器上时，IGBT模块的安装与散热器挤压方向平行，这是为了减小散热器变形的影响。

　　图2 螺钉的夹紧方法

把模块焊接到PCB时，应注意焊接时间要短。注意波形焊接机的溶剂干燥剂的用量，不要使用过量的溶剂。模块不能冲洗。用网版印刷技术在散热器表面印刷50μm的散热复合用螺钉把模块和PCB安装在散热器上。在未上螺钉之前，轻微移动模块可以更好地分布散热膏。安装螺钉时先用合适的力度固定两个螺钉，然后用推荐的力度旋紧螺钉。

在IGBT模块的端子上，将栅极驱动电路和控制 电路锡焊时，一旦焊锡温度过高，可能发生外壳树脂材料熔化等不良情况。一般性产品的端子耐热性试验条件：焊锡温度： 260±5℃。焊接时间： 10±1s。次数：1次。

IGBT模块安装中应注意的事项：

1）要在无电源时进行安装，装卸时应采用接地工作台，接地地面，接地腕带等防静电措施。先让人体和衣服上所带的静电通过高电阻（1Ωn左右）接地线放电后，再在接地的导电性垫板上进行操作。要拿封装主体，不要直接触碰端子（特别是控制端子）部。不要做让模块 电极的端子承受过大应力。

2）IGBT模块的散热器应根据使用条件和环境及IGBT模块参数进行匹配选择，以保证GBT模块工作时对散热器的要求。为了减少接触热阻，推荐在散热器与IGBT模块之间涂上一层很薄的导热硅脂。

3）IGBT模块安装到散热片上时，要先在模块的反面涂上散热绝缘混合剂（导热膏），再用推荐的夹紧力距充分旋紧。另外，散热片上安装螺丝的位置之间的平坦度应控制在100μm以下，表面粗糙度应控制在10μm以下。散热器表面如有凹陷，会导致接触热阻（Rth（c—f）的增加。另外，散热器表面的平面度在上述范围以外时，IGBT模块安装时（夹紧时）会给IGBT模块内部的芯片与位于金属基板间的绝缘基板增加应力，有可能产生绝缘破坏。

4）IGBT模块底板为铜板的模块，在散热器与IGBT模块均匀受力后，从IGBT模块边缘可看出有少许导热硅脂挤出为最佳。IGBT模块底板为DBC基板的模块，散热器表面必须平整、光洁，采用丝网印刷或圆滚滚动的方法涂敷一薄层导热硅脂后，使两者均匀压接。

IGBT模块直接固定在散热器上时，每个螺钉需按说明书中给出的力矩旋紧，螺钉一定要受力均匀，力矩不足导致热阻增加或运动中出现螺钉松动。两点安装紧固螺丝时，第一个和第二个依次紧固额定力矩的1/3，然后反复多次使其达到额定力矩，四点安装和两点安装类似。紧固螺丝时，依次对角紧固1/3额定力矩，然后反复多次使其达到额定力矩。

5）散热器表面要平整清洁，要求平面度≤150μm，表面光洁度≤ 6μm，在界面要涂传热导电膏，涂层要均匀，厚度约150μm。

6）使用带纹路的散热器时，IGBT模块长的方向顺着散热器的纹路，以减少散热器的变形。两只模块在一个散热器上安装时，短的方向并排摆放，中间留出足够的距离，主要是使风机散热时减少热量叠加，容易散热，最大限度发挥散热器的效率。