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Che cos'è un PCB in ceramica IGBT?
PCB in ceramica per modulo IGBT
IGBT sta per transistor bipolare a gate isolato. È un transistor bipolare con un terminale di gate isolato. L'IGBT combina, in un unico dispositivo, un ingresso di controllo con struttura MOS e un transistor di potenza bipolare che funge da interruttore di uscita. Gli IGBT PCB in ceramica sono adatti per applicazioni ad alta tensione e alta corrente. Sono progettati per pilotare applicazioni ad alta potenza con un ingresso a bassa potenza.
IGBT, o Insulated Gate Bipolar Transistor, è un transistor BJT con un MOS Gate, o possiamo dire che un modulo IGBT è la combinazione di un BJT e un MOS Gate. Un chip IGBT è di piccole dimensioni, ma può controllare la trasmissione di energia elettrica e raggiungere 100,000 volte l'interruttore di corrente a tensioni ultra elevate di 650 milioni di V in solo 1 secondo.
I PCB in ceramica dissipano il calore dal chip IGBT all'imballaggio esterno
Potresti chiedere, quanta termica genera un modulo IGBT quando funziona? È uguale al calore generato da 100 forni elettrici. Tanto calore deve essere dissipato immediatamente dal chip IGBT e porta all'applicazione di PCB in ceramica.
In che modo un PCB in ceramica protegge il modulo IGBT dal calore? In un modulo IGBT, un PCB in ceramica è posizionato sotto il chip IGBT, oppure possiamo dire che il chip è assemblato sul circuito in ceramica. Il PCB in ceramica collega e supporta il chip e dissipa rapidamente il calore da esso all'imballaggio esterno. In questo modo, il chip è protetto dall'influenza termica.
Perché i PCB in ceramica possono essere utilizzati per la dissipazione termica degli IGBT
Esistono PCB in allumina (Al₂O₃), PCB in nitruro di alluminio (AlN) e PCB in nitruro di silicio (Si₃N₄) utilizzati per la dissipazione termica dei moduli IGBT.
Perché i PCB in ceramica possono dissipare efficacemente il calore per il modulo IGBT? Perché i materiali ceramici hanno buone proprietà di dissipazione termica e isolamento elettrico. A differenza dei PCB con substrato di alluminio, i PCB in ceramica non utilizzano uno strato isolante che ostacola la dissipazione termica. Durante il processo di produzione del PCB in ceramica, il rivestimento in rame viene incollato direttamente sul substrato ceramico ad alte temperature e pressioni elevate. Quindi lo strato del circuito viene prodotto con il metodo di rivestimento fotoresist. Quando viene prodotta la scheda, l'IGBT e altri componenti vengono montati sulla scheda. I materiali ceramici hanno un isolamento ultra alto e possono resistere a tensioni di rottura fino a 20 KV/mm. La conducibilità termica dei PCB in allumina è 15-35 W/mK, il PCB al nitruro di alluminio 170-230 W/mK e il PCB al nitruro di silicio 80+W/mK. Al contrario, un PCB in alluminio ha una dissipazione termica di soli 1-12W/mK.
