最近,小编在B站看到了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。


IGBT模块内部结构详细解析


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,开关频率最高20kHz


IGBT模块内部结构详细解析


常见的拓扑形式有:


IGBT模块内部结构详细解析


常见的封装形式有:


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IGBT芯片:


IGBT模块内部结构详细解析


下图是Infineon IGBT模块FP100R12KT4的详细信息。


IGBT模块内部结构详细解析


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。


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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。


IGBT模块内部结构详细解析


下图是IGBT模块内部的完整结构。


IGBT模块内部结构详细解析

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。IGBT模块内部结构详细解析


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。


IGBT模块内部结构详细解析

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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。


IGBT模块内部结构详细解析

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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。


IGBT模块内部结构详细解析

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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。


IGBT模块内部结构详细解析

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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?


本期资料来源:bilibili——天空电源小胜哥


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高压大功率压接型IGBT器件封装技术研究

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新一代微沟槽技术 IGBT芯片的研发

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宽禁带半导体模块的研究与发展

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双面散热汽车IGBT模块的研究与应用

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AMB陶瓷衬板在IGBT上的应用

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半导体功率模块用陶瓷基板及金属化技术

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高压大功率IGBT模块对灌封胶要求

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铝碳化硅(AlSiC)基板在IGBT中的应用

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IGBT模块用外壳材料的选择

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IGBT可靠性评估及失效分析

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超声波焊接技术在IGBT领域的应用

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垂直固化炉设备在IGBT模块封装中的解决方案

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IGBT的真空焊接技术

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IGBT模块自动化封装技术

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X-RAY在IGBT封装测试中的应用

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作者 ab