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大功率半导体元件对电子散热器有哪些要求

发布时间:2018-9-2     来源:电子散热器
 

      大功率半导体元件因功率大,对所配置的电子散热器要求相对高点,尤其是散热性能方面要突出。大功率电子元件半导体包括:晶闸管,整流管,GTO、IGCT、SGCT、IEGT等器件,相对于模块器件的特点是双面导电,双面散热,这就决定了散热器有别于模块的散热器。具体表现在机械强度,导电性能,散热性能和电腐蚀性能等方面。

  针对上述四个方面,我们设计散热器或使用散热器首先要考虑其适用性。比如大电解电源和中频电源用晶闸管散热,首先考虑的是散热器的导电率,散热器的有效截面,这就要求原则上使用铜材。

  中压串联的TCR,高压直流输电等设备采用铝合金材质,在一些中压工业变频领域也会有大量的不锈钢水路压铸铝合金结构,这款产品价格适当,可靠性极高,目前ABB一年的采购量据说就在3万只左右。

  最近流行的ABB的StakPak,东芝的IEGT,西玛的平板IGBT等在国内逐渐热起来,并得到一定的应用,

  这类器件的最大特点是承压低,但受力必须要均一,ABB的器件要求相对较低,但IEGT的要求会高的多。这是因为IEGT是有大量的IGBT芯片和Diode芯片组成,其受力均匀与否直接影响散热,最后反馈到局部温度升高,部分芯片的参数会产生飘逸。最终影响整个器件的可靠性。

  这就要求水冷散热器的结构设计相对晶闸管更复杂,对温度场和应力场提出更高的要求。而不能单单以热阻来作为热性能指标。

  目前最常见的流道结构设计为蚊香型结构,焊接工艺以钎焊为主。如果FSW工艺足够好,也是可以实现焊接型的结构。

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