PDF《安装指南》

安装指南 经验表明,功率半导体模块的早期失效主要与不正确的安装有关,同时不正确 的安装会导致不必要的过高的结温,这样会大大减少模块的工作寿命.

所以模块的 正确安装至关重要. 正确的安装过程一般要按照以下顺序进行:1.清理安装表面;

2.选择合适的安 装位置;

3.涂敷导热脂;

4.安装紧固模块;

5.连接模块的端子到应用电路. 安装表面的处理 为在功率模块和散热器之间获得最佳热阻,首先,模块基板和散热器应该是完好 无损的,并且表面应被清理和除尘.再者,对于安装表面粗糙度有一定要求,粗糙 度是指表面每处对表面高度的平均偏离程度,散热片的粗糙度不应超过 10um,这 是因为在这么一个范围内,表面的凹凸不平在涂敷导热脂以后能够很好地接触在一 起,减少接触热阻.平整度是指相对于参考平面,测试平面在一定范围内的偏离程 度,不平整度则在 10cm 的范围内不得大于 20um,如果不平整度超过这个范围, 模块紧固后,模块的基板在垂直方向上会受到不均匀的力,这样一来会导致模块内 部受到不均匀的应力而损坏. 安装位置的选择 因为模块工作时的热阻随着模块的安装位置的变化而变化,所以在安装模块时 一定要选择合适的位置来进行安装. 当在散热片上只需安装一个模块的时候,应将其放置在散热片的正中心,这样一来 可以减小其工作热阻. 当要在同一散热片上安装多个模块的时候,每一个模块的位置必须根据其在工作时 产生的热量来进行安排,以允许产生热量较多的模块能及时将其散出,模块间的热 量分布尽量一致. 导热脂的涂敷 当模块工作时有很大的散热量时,在模块与散热片之间的空隙必须被填上良好的导 热材料,要不然的话,模块基板与散热片之间的热阻会很大,并且与两者的表面粗 糙度密切相关,一般这种专用的导热脂的热阻约为 60℃/W/in,而空气的热阻为 1200℃/W/in,可见导热脂的热阻远小于空气的热阻,涂上导热脂以后可以极大地减 小接触热阻,改善模块的散热性能.为了避免在模块和散热片之间产生空隙,我们 必须在两者的接触面图涂上导热脂,其主要功能是减小两者之间的接触热阻,形成 良好的金属-金属接触界面. 在将功率模块安装到散热器之前,两者中的接触面均应涂上一层均匀的、尽可能薄 的导热脂,厚度一般控制在 50um 到100um 之间.在涂导热脂的时候一定要注意 控制导热脂的厚度,这是因为,如果过厚的话,就会不必要地增加两者的接触热 阻,而如果过少的话,两者的接触面之间就会留有空隙,同样会增加接触热阻.推 荐使用无绒毛的刷子或橡胶滚轮来完成这一工作,我们应该根据安装面积和两者的 表面情况来计算所需的导热脂的用量,可以使用专用的量具来控制用量,在模块的 边缘能观察到导热脂的界线就说明所涂的量就已经足够了,过多的导热脂应该被按 压出来,如下图所示: 为了控制涂敷的导热脂的厚度及分布的均匀性,我们推荐使用专用的涂布掩膜 (mask),具体的使用方法见下图: 可采用一个橡胶滚轮来涂敷.我们推荐使用 P12 导热脂(由Wacker Chemie 制造),但它含有少量硅脂.不含硅脂的导热脂如 WLPF5(由Fischer-Elektronik 制造)也同样适用 如果模块和散热片上有较大面积脱离接触(如上图右所示),使用以后在基板 上就会发现空白区域,而涂布得较好的区域呈树枝状. 下面是针对几种类型的模块,导热脂的推荐用量: 140mmx73 mm 模块:1.02cm3=0.06i n3;