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100A以下Z系新型功率模块
发布时间:2015-5-23  浏览次数:1970

随着工业产品的小型化、轻型化、智能化的发展,对电力电子器件的封装提出了越来越高的要求,功率模块的封装已经成为电子器件轻型化、小型化发展的瓶颈。覆铜铝基板具有质量轻、导热好、成本低等优点,因此覆铜铝基板技术在小功率模块封装中具有较大的应用前景。历经数十载风风雨雨,在瑞华电子研发团队与国内知名铝基板厂家共同研发下,我们已经成功开发出专用于功率模块的覆铜铝基板复合材料。

随着高导热复合新型材料广泛应用,瑞华电子最新推出了100A以下新型功率模块,如W28Z(如图1)、W29Z(如图2)、W30Z(如图3)型模块。此几款模块均采用GPP工艺和覆铜铝基板工艺。与传统工艺相比,新型功率模块具有最优的性价比,优异的电气性能、散热性、电磁屏蔽性、高耐压等优势。
                       
  图1  W28Z模块           2  W29Z模块            3  W30Z模块

近几年,国外出现了铝表面阳极氧化形成薄薄的一层Al2O3陶瓷,其导热较好,但绝缘性较差一般为400V左右,应用前景不明朗。而近十年,覆铜铝基板在LED灯行业的应用,使小功率模块变得轻型化、小型化看到了曙光。由BNAl2O3Si3N4等陶瓷颗粒组成的混合填充料而改性的环氧树脂热导率可达3 W/mK左右。

物体的导热性能常常用热阻来衡量,其表示对物体对热量传导的阻碍效果。

热阻的公式为:Rth=d/K*A

d表示材料的厚度,K表示介质导热系数,A表示导热等效截面积。从公式可见,热阻与材料厚度成正比,与导热系数和导热有效面积成反比。所以在产品小型化、轻型化的发展要求上我们更希望材料导热系数越大,材料的厚度越薄。
        

3 陶瓷基板的装配结构               4 覆铜铝基板的装配结构

陶瓷基板(图3)的热阻主要有第一层焊锡层R1、陶瓷基板R2、第二层焊锡层R3和铜底板R4构成。覆铜铝基板(4)的热阻主要有铝板R5、绝缘层R6、焊锡层R7。为了便于计算我们都忽略陶瓷基板表面镀镍层和铝基板铜箔的影响,同时假设焊锡层均为0.1mm厚,整个散热面积A=400mm2,比较电极支架以下部分散热通道的热阻。查文献资料可知锡料导热系数60 W/m.KAl2O3陶瓷导热系数30 W/m.K,铜导热系数398 W/m.K,铝导热系数238 W/m.K,铝基板绝缘层导热系数3 W/m.K

焊锡层热阻          R1=d1/K1*A1=0.1x10-3/60X400X10-6=0.004167(K/w),R3=R1=R7

    陶瓷基板热阻       R2=d2/K2*A2=0.63x10-3/30X400X10-6=0.0525(K/w)

铜底板热阻           R4=d4/K4*A4=3x10-3/398X400X10-6=0.018844(K/w)

    铝板热阻          R5=d5/K5*A5=1.42x10-3/238X400X10-6=0.014916(K/w)

铝基板绝缘层热阻    R6=d6/K6*A6=70x10-6/3X400X10-6=0.066667(K/w)

陶瓷基板总的热阻R=R1+R2+R3+R4=0.079678(K/w)

而铝基板总的热阻R0=R5+R6+R7=0.085750(K/w)
   可见铝基板的热阻仅比陶瓷基板稍高,但从实际焊接角度考虑,传统焊接多了一焊锡层,往往不可避免存在空洞,使其热阻大大增加。而覆铜铝基板的绝缘层不存在空洞问题,复合较好,因此与理论值更为接近。

我司推出的100A以下新型覆铜导热铝基板模块能够满足多元化市场需求,是值得您信赖的产品。

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