Wärmeleitpads für IGBT-Module: Was Ingenieure beachten sollten

Ingenieure sollten vor der Auswahl von Wärmeleitpads für IGBT-Module die thermische Impedanz, die Durchschlagfestigkeit, die endgültige Dicke der Klebefuge, die Anpresskraft, die Spalttoleranz, die Oberflächenebenheit, die Betriebstemperatur und die Zuverlässigkeit prüfen. Ein Wärmeleitpad für ein IGBT-Modul muss Wärme an den Kühlkörper oder die Kühlplatte ableiten. Möglicherweise muss es auch für elektrische Isolierung sorgen. Beides muss es leisten, ohne dabei zu große mechanische Belastungen zu verursachen.

Wählen Sie ein Wärmeleitpad für IGBT-Module nicht allein aufgrund seiner Wärmeleitfähigkeit aus. Ein Pad mit hohem W/mK-Wert kann dennoch versagen, wenn es zu dick, zu hart, zu schwach oder zu stark komprimiert ist oder eine unzureichende dielektrische Festigkeit aufweist.

Das beste Wärmeleitpad ist dasjenige, das auch nach der Montage, Temperaturwechselbeanspruchung und im Langzeitbetrieb einen konstant niedrigen Wärmewiderstand, eine sichere elektrische Isolierung und einen reproduzierbaren Kontakt gewährleistet.

Warum bei IGBT-Modulen die Auswahl der Wärmeleitpads sorgfältig erfolgen muss

IGBT-Module kommen dort zum Einsatz, wo hohe Leistungswerte vorliegen. Man findet sie in Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge, Solarwechselrichtern, industriellen Motorantrieben, USV-Anlagen, Schweißgeräten, Bahnsystemen und großen Stromrichtern. Diese Systeme schalten hohe Stromstärken. Dabei entsteht Wärme.

Die Wärme muss den Halbleiterübergang verlassen und den Modulstapel durchströmen. Anschließend gelangt sie in einen Kühlkörper, eine Kühlplatte, eine Grundplatte oder ein Gehäuse. Die thermische Schnittstelle zwischen dem Modul und der Kühlfläche ist nur ein kleiner Teil des Systems. Sie kann jedoch zu einem erheblichen Engpass werden.

Ein Wärmeleitpad für IGBT-Module kommt häufig zum Einsatz, wenn die Schnittstelle eine oder mehrere der folgenden Funktionen benötigt:

• Lückenfüllung
• Elektrische Isolierung
• Kontrollierte Dicke
• Sauberere Befestigung als mit Fett
• Wiederholbare Montage
• Geringere Belastung als bei harten Isolatoren
• Steuerung der Stanzform

Leistungsmodule verzeihen keine Fehler. Eine schlechte Wärmeleitung kann die Sperrschichttemperatur erhöhen. Außerdem können dadurch Hotspots entstehen. Mit der Zeit kann diese Belastung die Lebensdauer des Moduls verkürzen.

Die Semikron-Danfoss-Anwendungshandbuch: Leistungshalbleiter ist eine nützliche Informationsquelle für die Branche, da es Leistungsmodule als vollständige thermische, elektrische und mechanische Systeme betrachtet und nicht als isolierte Komponenten. Das ist auch die richtige Herangehensweise bei der Betrachtung von Wärmeleitpads.

Wärmeleitpads für IGBT-Module im Vergleich zu Wärmeleitpaste

Wärmeleitpaste wird schon seit langem in Leistungsmodulen verwendet. Sie kann eine dünne Klebefuge bilden. Außerdem benetzt sie raue Oberflächen gut. Allerdings kann Paste unordentlich sein. Sie kann herausquellen. Die Ergebnisse können je nach Auftragsmethode variieren. Außerdem lässt sich die Dicke der Klebefuge kaum kontrollieren, es sei denn, der Prozess wird streng überwacht.

Wärmeleitpads bieten eine vorgeformte Kontaktfläche. Sie lassen sich leichter anbringen. Sie können eine Isolierung bieten. Sie können gestanzt werden. Außerdem sorgen sie für eine sauberere Montage. Der Nachteil ist die Dicke. Pads ergeben in der Regel eine dickere Kontaktfläche als Wärmeleitpaste.

Wärmeleitpads eignen sich besonders gut, wenn es auf eine saubere Montage, Isolierung und Wiederholgenauigkeit ankommt. Schmierfett kann dennoch die bessere Wahl sein, wenn die Kontaktfläche sehr flach und fest eingespannt ist und eine möglichst dünne Klebefuge angestrebt wird. Der Leitfaden von HakTak zu Warum ein hoher W/mK-Wert nicht immer eine bessere Kühlleistung bedeutet erklärt, warum die tatsächliche Schnittstelle wichtiger ist als eine Angabe im Datenblatt.

Die Auswahl des Wärmeleitpads für ein IGBT-Modul beginnt mit der Verlustleistung

Beginnen Sie mit der Wärmebelastung. Ohne diesen Wert wird die Auswahl der Heizmatten zu reiner Spekulation.

Schätzen Sie den Wärmeverlust des IGBT-Moduls, bevor Sie ein Wärmeleitpad auswählen

Die Wärmeentwicklung im IGBT-Modul hat mehrere Ursachen. Die wichtigsten sind Leitungsverluste und Schaltverluste. Auch die im Modul integrierten Dioden können zu Verlusten beitragen. Die Wahl der Gate-Ansteuerung und des Layouts kann sich auf den endgültigen Wert auswirken.

Ingenieure sollten Folgendes definieren:

• Gesamtverlust des Moduls in Watt
• Verlust pro Schalter oder Phasenzweig
• Spitzenlastbedingung
• Dauerbelastung
• Kühlmittel- oder Umgebungstemperatur
• Maximale Sperrschichttemperatur
• Leistung von Kühlkörpern oder Kühlplatten

Das Kühlpad kühlt das Modul nicht allein. Es ist Teil einer Kette. Wenn das Kühlpad jedoch einen zu hohen Wärmewiderstand verursacht, erwärmt sich das gesamte System stärker.

Stellen Sie den Wärmeflussweg des IGBT durch die Wärmeleitfläche dar

Ein vereinfachter Wärmefluss könnte wie folgt aussehen:

1. IGBT-Übergang
2. Chip-Befestigung und Substrat
3. Modulgrundplatte oder Modulboden
4. Wärmeleitpad
5. Kühlkörper oder Kühlplatte
6. Luft- oder Flüssigkeitskühlung

Jede Schicht erhöht den Widerstand. Das Pad mag zwar dünn aussehen, versperrt jedoch den gesamten Wärmefluss. Daher spielen seine Dicke, die Kontaktfläche und die Kompression eine wichtige Rolle.

Verwendung der thermischen Impedanz für die Anschlüsse von IGBT-Modulen

Die Wärmeleitfähigkeit eignet sich gut für die Vorauswahl. Die thermische Impedanz ist für die endgültige Entscheidung besser geeignet.

Die thermische Impedanz hängt von der tatsächlichen Dicke des Pads und den Kontaktbedingungen ab. Das ist wichtig, da ein Pad mit einem guten W/mK-Wert dennoch eine schlechte Leistung erbringen kann, wenn es zu dick ist oder sich nicht gut zusammendrücken lässt.

Die Norm ASTM D5470 wird häufig herangezogen, wenn Ingenieure Daten zur Wärmeübertragung für wärmeleitende elektrische Isoliermaterialien benötigen. Sie ist für TIMs relevant, die zwischen Leistungsmodulen und Kühlkörpern eingesetzt werden, da sie sich auf die thermische Impedanz und die scheinbare Leitfähigkeit unter kontrollierten Bedingungen konzentriert. Die offizielle Seite zu dieser Methode finden Sie unter ASTM D5470.

HakTak erläutert dies auch in Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmeimpedanz bei der TIM-Auswahl.

Wärmeisolierende Pads für IGBT-Module

In Leistungsmodulen ist häufig eine elektrische Isolierung erforderlich. Manchmal verfügt das Modul selbst über eine isolierte Grundplatte, manchmal jedoch nicht. Manchmal benötigt das System aus Sicherheits- oder konstruktiven Gründen dennoch eine zusätzliche Isolierschicht.

Gehen Sie nicht davon aus, dass die Unterlage isolierend wirkt. Überprüfen Sie die Angaben.

Prüfung der Durchschlagfestigkeit von IGBT-Wärmeleitpads

Die Durchschlagfestigkeit gibt an, wie stark das elektrische Feld sein darf, bevor es zum Durchschlag kommt. Sie wird häufig in kV/mm oder einer ähnlichen Einheit angegeben.

Bei festen Dämmstoffen, ASTM D149 ist ein gängiger Bezugspunkt für die dielektrische Durchbruchspannung und die dielektrische Festigkeit. Bei der Konstruktion eines IGBT-Moduls spielt dies eine Rolle, da sich zwischen einer leitfähigen Moduloberfläche und einer geerdeten oder leitfähigen Kühlfläche ein Wärmeleitpad befinden kann.

Wichtige Fragen:

• Welche Spannung muss isoliert werden?
• Ist der Kühlkörper geerdet?
• Ist die Kühlplatte leitfähig?
• Ist die Modulbasis galvanisch getrennt?
• Gibt es eine Sicherheitsmarge für transiente Vorgänge?
• Was geschieht nach der Verdichtung und der Reifung?

Die Durchbruchspannung hängt von der endgültigen Pad-Dicke ab

Die endgültige Dicke im komprimierten Zustand ist entscheidend. Ein Polster kann mit einer Nenndicke angegeben sein. Nach dem Einbau kann es jedoch dünner sein.

Wird das Pad zu stark komprimiert, kann sich die dielektrische Sicherheitsmarge verringern. Ist das Pad zu dick, steigt der Wärmewiderstand. Dies ist einer der zentralen Kompromisse.

HakTaks Artikel Elektrisch isolierende Wärmepolster: Wann braucht man sie? dort wird dieser Punkt ausführlicher behandelt.

Setzen Sie Sicherheit nicht zugunsten eines geringeren Wärmewiderstands aufs Spiel

Ein dünneres Polster verbessert oft die thermische Leistung. Das bedeutet jedoch nicht, dass es sicher ist. Wenn die Konstruktion eine Isolierung erfordert, muss das Polster diese Anforderung auch nach Kompression, Temperatureinwirkung und Alterung noch erfüllen.

Die thermische Auslegung lässt sich hier nicht von der elektrischen Auslegung trennen.

Dicke des Wärmeleitpads des IGBT-Moduls

Die Dicke ist eines der ersten Dinge, die Ingenieure überprüfen. Sie ist auch eines der Dinge, bei denen man am leichtesten Fehler machen kann.

Den Abstand zwischen IGBT-Modul und Kühlkörper messen

Verwenden Sie nach Möglichkeit die tatsächliche Baugruppe. CAD-Maße reichen nicht aus.

Enthält:

• Toleranz der Modulgrundplatte
• Ebenheit des Kühlkörpers
• Ebenheit der Kühlplatte
• Oberflächenrauhigkeit
• Anzugsmoment der Befestigungsschraube
• Gehäusetoleranz
• Wärmeausdehnung
• Etwaige mechanische Anschläge

Messen Sie den Mindest-, Nenn- und Maximalabstand.

Wählen Sie das dünnste IGBT-Wärmeleitpad, das den Spalt vollständig ausfüllt.

Das Polster sollte bei maximalem Spalt an beiden Oberflächen anliegen. Bei minimalem Spalt darf es nicht zusammengedrückt werden.

Die Regel ist praktisch:

Verwenden Sie die dünnste Unterlegscheibe, die den Spalt im ungünstigsten Fall ausfüllt und dabei innerhalb des sicheren Kompressionsbereichs bleibt.

HakTaks Artikel So wählen Sie die richtige Dicke von Wärmeleitpads für Elektronikgeräte aus bietet einen nützlichen Arbeitsablauf für den Spaltbereich und die Polsterdicke.

Die Dicke der endgültigen Klebeverbindung bestimmt den Wärmewiderstand

Die Dicke der Klebeverbindung ist die endgültige Dicke nach der Montage. Die Wärme muss diese Schicht durchdringen.

Für eine einfache Schätzung:

R = t / (k × A)

Wo:

• R ist der Wärmewiderstand
• t ist die Enddicke
• k ist die Wärmeleitfähigkeit
• A ist die Kontaktfläche

Die Gleichung ist einfach. Die Montage hingegen nicht. Auch der Kontaktwiderstand spielt eine Rolle. Oberflächenrauheit und Druck können das Ergebnis beeinflussen.

HakTaks Ratgeber Wie sich die Dicke der Klebefuge auf die thermische Leistung auswirkt erklärt, warum die Enddicke wichtiger ist als die Nenndicke des Blechs.

Kompression von Wärmeleitpads für IGBT-Module

Wärmeleitpads müssen zusammengedrückt werden. Ohne Kompression füllt das Pad möglicherweise Unebenheiten der Oberfläche nicht aus. Eine zu starke Kompression kann jedoch das System beschädigen.

Eine zu geringe Kompression führt zu Luftspalten

Eine zu geringe Kompression kann folgende Folgen haben:

• Schlechter Kontakt
• Hohe thermische Impedanz
• Hotspots
• Unstabile Testergebnisse
• Abweichungen zwischen den einzelnen Einheiten
• Unzureichende Nutzung des Kühlkörpers

Dies tritt häufig auf, wenn das Polster zu dünn oder zu hart ist oder mit zu geringer Anpresskraft verwendet wird.

Eine zu starke Kompression kann die Leistungsmodule beschädigen

Eine zu starke Kompression kann folgende Auswirkungen haben:

• Modulspannung
• Biegen von Grundplatten
• Extrusion von Polstern
• Verringerter dielektrischer Abstand
• Verzerrungen auf dem Wohnungsmarkt
• Ungleichmäßiger Druck
• Langzeit-Kriechverformung

Ein IGBT-Modul ist keine Klemme, mit der man ein Kontaktpad so fest wie möglich zusammendrücken kann. Das Ziel ist ein kontrollierter Kontakt.

Berechnung des Kompressionsverhältnisses des Wärmeleitpads für IGBT-Module

Berechnen Sie die Kompression bei minimalem, nominalem und maximalem Spalt. Führen Sie die Berechnung nicht nur einmal durch.

HakTaks Artikel Kompressionsverhältnis von Wärmeleitpads: Wie viel ist genug? erläutert die Formel und das Toleranzproblem.

Weiche vs. harte Wärmeleitpads für IGBT-Module

Die Härte beeinflusst, wie viel Kraft erforderlich ist, um das Polster zusammenzudrücken. Sie wirkt sich zudem auf die Kontaktqualität aus.

Weiche IGBT-Wärmeleitpads für Niederdruckschnittstellen

Weiche Polster können hilfreich sein, wenn der Druck begrenzt ist. Außerdem gleichen sie kleine Ebenheitsfehler besser aus.

Weiche Polster sind nützlich, wenn:

• Der Kühlkörper ist nicht vollkommen flach.
• Das Modul dürfte einer geringeren Belastung ausgesetzt sein
• Die Spalttoleranz ist größer
• Die Befestigungskraft ist begrenzt
• Bei niedrigerem Druck ist ein geringer Kontaktwiderstand erforderlich

Härtere IGBT-Wärmeleitpads für eine kontrollierte Montage

Härtere Polster lassen sich unter Umständen leichter handhaben. Sie behalten ihre Form besser bei. Sie können gut funktionieren, wenn der Abstand und der Druck richtig eingestellt sind.

Härtere Pads sind nützlich, wenn:

• Der Kühlkörper ist flach
• Der zunehmende Druck ist vorhersehbar
• Die Platzierung der Stanzteile ist entscheidend
• Die Sauberkeit bei Nacharbeiten ist wichtig
• Die Maßkontrolle ist wichtig

Die Härte sollte nicht anhand des Tastgefühls geschätzt werden. ASTM D2240 ist eine Norm zur Bestimmung der Durometer-Härte von gummiartigen Werkstoffen und eignet sich gut zum Vergleich von Elastomer-Polstern. Die offizielle Seite finden Sie unter ASTM D2240. HakTaks Ratgeber Weiche vs. harte Wärmepads: Was ist besser? bietet eine praxisorientiertere Auswahlansicht.

Wichtige Eigenschaften von Wärmeleitpads für IGBT-Module

IGBT-Wärmeleitpads in Wechselrichtern und Motorantrieben für Elektrofahrzeuge

Wechselrichter und Motorantriebe für Elektrofahrzeuge stellen hohe Anforderungen. Sie sind Lastschwankungen ausgesetzt. Sie durchlaufen Temperaturwechselzyklen. Sie können Vibrationen ausgesetzt sein. Außerdem müssen sie eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.

Wärmeleitpads für IGBT-Module in Elektrofahrzeugen

EV-Systeme benötigen eine stabile Wärmeübertragung. Ein Kühlkörper muss unter Umständen folgenden Anforderungen standhalten:

• Thermisches Zyklieren
• Vibration
• Hochspannung
• Lange Lebensdauer
• Schwankungen der Kühlmitteltemperatur
• Abweichungen bei der mechanischen Montage

In diesem Anwendungsfall reicht der anfängliche Wärmewiderstand nicht aus. Die Alterungsdaten spielen eine wichtige Rolle.

Wärmeleitpads für industrielle IGBT-Module

Industrieantriebe können viele Stunden lang laufen. Sie können in Schaltschränken mit eingeschränkter Luftzirkulation untergebracht sein. Sie können Staub, Hitze und Vibrationen ausgesetzt sein.

Das Pad sollte auf Folgendes überprüft werden:

• Langfristige Druckstabilität
• Thermische Alterung
• Dielektrische Eigenschaften
• Wiederholgenauigkeit der Montage
• Empfindlichkeit gegenüber Unebenheiten des Kühlkörpers

IGBT-Wärmeleitpads im Vergleich zu Phasenwechselmaterialien, Kitt und Vergussmasse

Wärmeleitpads sind nicht das einzige Wärmeleitmaterial für Leistungsmodule.

Phasenwechselmaterialien für IGBT-Module

Phasenwechselmaterialien werden weich, wenn sich das Modul erwärmt. Nach der Aktivierung können sie die Benetzung verbessern. Außerdem sind sie oft sauberer als Schmierfett.

HakTaks Artikel PCM-Wärmeleitpads erklärt erläutert, wie sich Phasenwechselmaterialien bei Betriebstemperatur verhalten.

Wärmeleitpaste für unebene Spalte in der Leistungselektronik

Kitt kann helfen, wenn die Oberfläche nicht eben ist oder wenn die Höhen der Bauteile variieren. Eine feste Unterlage aus Blech ist dafür möglicherweise nicht so gut geeignet.

Für unebene Oberflächen: Der Artikel von HakTak Thermospachtel vs. Wärmeleitpaste: Die richtige Wahl für ungleichmäßige Lücken ist unmittelbar relevant.

Vergussmassen für gekapselte Leistungselektronik

Vergussmassen kommen zum Einsatz, wenn Bauteile gekapselt, geschützt und die Wärmeübertragung durch ein ausgefülltes Volumen gewährleistet werden muss. Sie sind kein einfacher Ersatz für Leiterplattenpads. Sie verändern den Montage- und Nacharbeitsprozess.

Prüfung von Wärmeleitpads für IGBT-Module

Die Tests sollten dem realen System entsprechen. Ein flacher Laborkörper ist zwar nützlich, ersetzt jedoch nicht die Tests auf Modulebene.

Prüfung der thermischen Impedanz bei realistischen Druckbedingungen

Das Dichtungselement sollte bei einem Druck getestet werden, der den tatsächlichen Einbaubedingungen entspricht. Wenn der im Datenblatt angegebene Wert bei hohem Druck gemessen wurde, stimmt er möglicherweise nicht mit Ihrer Baugruppe überein.

Prüfung der Durchschlagfestigkeit nach der Kompression

Wenn die Dichtung eine Isolierfunktion erfüllt, führen Sie die Prüfung nach der Kompression oder bei einer entsprechenden Enddicke durch. Bei anspruchsvollen Einsatzbedingungen sollten Sie die Prüfung auch nach der Wärmealterung durchführen.

Prüfung der Temperaturwechselbeständigkeit und der Ein- und Ausschaltzyklen

IGBT-Module erwärmen sich und kühlen ab während des Betriebs. Das Kontaktpad muss den Kontakt aufrechterhalten.

Test:

• Thermisches Zyklieren
• Aus- und Wiedereinschalten
• Hochtemperaturalterung
• Vibration
• Luftfeuchtigkeit, falls zutreffend
• Druckverformungsrest
• Nacharbeit

Für die Prüfung der thermischen Eigenschaften von Polymeren, ISO 22007-2 behandelt die Methode der transienten ebenen Wärmequelle zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit und der Wärmeleitdiffusivität. Sie ermöglicht zwar eine Materialauswahl, doch für die abschließende Validierung des IGBT-Moduls ist weiterhin die reale Baugruppe erforderlich.

Häufige Fehler bei der Auswahl von Wärmeleitpads für IGBT-Module

Der erste Fehler besteht darin, die Auswahl allein anhand des W/mK-Werts zu treffen. Die thermische Impedanz, die Dicke und der Druck spielen oft eine größere Rolle.

Der zweite Fehler besteht darin, die Durchschlagfestigkeit zu vernachlässigen. Bei IGBT-Systemen können hohe Spannungen auftreten. Die Isolierung muss nachgewiesen werden.

Der dritte Fehler besteht darin, ausschließlich den nominalen Abstand zu verwenden. Erst der minimale und der maximale Abstand sorgen für eine echte Kompression.

Der vierte Fehler ist die Wahl eines zu dicken Pads. Dies kann den Wärmewiderstand erhöhen.

Der fünfte Fehler ist die Wahl eines zu harten Polsters. Es lässt sich möglicherweise nicht ausreichend zusammendrücken.

Der sechste Fehler ist eine zu starke Komprimierung des Pads. Dies kann die dielektrische Sicherheitsmarge verringern und zusätzliche Spannungen verursachen.

Der siebte Fehler besteht darin, den Temperaturwechselbetrieb zu überspringen. IGBT-Module werden selten bei einer konstanten Temperatur betrieben.

Der achte Fehler besteht darin, das Pad als Lösung für eine mangelhafte Ebenheit des Kühlkörpers zu betrachten. Die mechanische Konstruktion spielt nach wie vor eine wichtige Rolle.

H2: Auswahlcheckliste für Wärmeleitpads für IGBT-Module

HakTak-Perspektive

Bei HakTak betrachten wir IGBT-Wärmeleitpads als Teil des Gesamtdesigns des Leistungsmoduls. Das Pad ist nicht einfach nur eine Materialschicht. Es muss auf die Wärmebelastung, die Spannungsanforderungen, den Spalt, die Befestigungskraft und die angestrebte Lebensdauer abgestimmt sein.

Um eine präzise Empfehlung abgeben zu können, sollten Ingenieure folgende Angaben machen:

• IGBT-Modultyp
• Wärmeverlust oder Verlustleistung
• Kontaktbereich
• Material für Kühlkörper oder Kühlplatten
• Mindest-, Nenn- und Maximalabstand
• Erforderliche Durchschlagfestigkeit oder Durchbruchspannung
• Verfügbarer Anpressdruck oder Drehmoment
• Ebenheit des Kühlkörpers
• Betriebstemperaturbereich
• Anforderungen an den Temperaturwechselbetrieb
• Anforderungen hinsichtlich Vibration oder Stoßbelastung
• Nachbearbeitungsbedarf
• Produktionsvolumen und Verlegungsmethode

Anhand dieser Daten kann HakTak Empfehlungen zur Dicke, Härte, Leitfähigkeitsklasse, dielektrischen Festigkeit und zum Kompressionsbereich der Dämpfungsplatten geben. Die beste Antwort lautet selten einfach nur “Verwenden Sie den höchsten W/mK-Wert”. In der Regel geht es um einen Kompromiss zwischen thermischer Impedanz, Isolierung, Belastung und Zuverlässigkeit.

Schlussfolgerung

Wärmeleitpads für IGBT-Module müssen sorgfältig ausgewählt werden. Das Pad muss die Wärme an den Kühlkörper oder die Kühlplatte ableiten. Unter Umständen muss es auch für elektrische Isolierung sorgen. Es muss sich korrekt zusammenpressen lassen. Es muss Hitze, Alterung und zyklischen Belastungen standhalten.

Beginnen Sie mit den Parametern Wärmeverlust, Spannungsisolierung, Kontaktfläche und Spaltbereich. Vergleichen Sie anschließend die Daten zu thermischer Impedanz, Dicke, Härte, Druckfestigkeit, Durchschlagfestigkeit und Zuverlässigkeit.

Bei IGBT-Modulen ist ein Wärmeleitpad kein unbedeutendes Zubehörteil. Es ist ein wesentlicher Bestandteil der Zuverlässigkeitskette in der Leistungselektronik. Wählen Sie es wie ein technisches Bauteil aus, nicht wie einen Katalogfüller.

FAQs

Benötigen IGBT-Module Wärmeleitpads?

Bei einigen IGBT-Modulen kommt Wärmeleitpaste zum Einsatz, während bei anderen Wärmeleitpads oder Phasenwechselmaterialien verwendet werden können. Pads sind sinnvoll, wenn eine saubere Montage, eine kontrollierte Dicke, Isolierung oder Wiederholgenauigkeit erforderlich sind.

Welches ist das beste Wärmeleitpad für ein IGBT-Modul?

Die Wahl des besten Polsters hängt von den Anforderungen hinsichtlich Wärmeverlust, Kontaktfläche, Spannungsisolierung, Spaltgröße, Anpresskraft, Dicke, Härte und Zuverlässigkeit ab.

Sollte ich für ein IGBT-Modul eine isolierende Wärmeleitunterlage wählen?

Wählen Sie eine Isolierunterlage, wenn die Schnittstelle den Stromfluss zwischen dem Modul und einem leitfähigen Kühlkörper, Gehäuse oder einer Kühlplatte unterbinden muss.

Ist ein höherer W/mK-Wert bei Wärmeleitpads für IGBT-Module immer besser?

Nein. Ein höherer W/mK-Wert ist nur dann von Vorteil, wenn auch Dicke, Druck, Kontaktqualität und dielektrische Anforderungen stimmen.

Wie dick sollte ein IGBT-Wärmeleitpad sein?

Es sollte dick genug sein, um den maximalen Spalt auszufüllen, und dünn genug, um den Wärmewiderstand zu begrenzen. Überprüfen Sie die endgültige Dicke im komprimierten Zustand.

Wie stark muss ein IGBT-Wärmeleitpad angepresst werden?

Es muss ausreichend Druck für den Vollkontakt vorhanden sein, jedoch nicht so viel, dass das Modul überbeansprucht wird oder die dielektrische Sicherheitsmarge verringert wird.

Kann Wärmeleitpaste ein Wärmeleitpad bei IGBT-Modulen ersetzen?

Ja, bei einigen flachen und gut festgeklemmten Schnittstellen. Ein Kontaktpad kann vorteilhafter sein, wenn Isolierung, eine saubere Montage oder eine kontrollierte Dicke erforderlich sind.

Kann Wärmeleitpaste ein IGBT-Wärmeleitpad ersetzen?

Dies kann bei ungleichmäßigen oder unregelmäßigen Spalten hilfreich sein. Bei ebenen Schnittstellen zwischen Modul und Kühlkörper lassen sich Pads oder Wärmeleitpaste oft leichter dosieren.

Welche Tests sollten Ingenieure vor der Produktionsfreigabe durchführen?

Prüfung der thermischen Impedanz, der Modultemperatur, der Durchschlagfestigkeit nach Kompression, der Temperaturwechselbeständigkeit, der Vibrationsfestigkeit, der Alterungsbeständigkeit sowie der Wiederholgenauigkeit bei der Endmontage.

Welche Daten sollte ich einem Lieferanten für Wärmeleitpads übermitteln?

Bitte geben Sie den Wärmeverlust, die Kontaktfläche, den Spaltbereich, die Spannungsanforderungen, das Material des Kühlkörpers, den Druck oder das Drehmoment, den Temperaturbereich sowie die Zuverlässigkeitsanforderungen an.