Vorteile von selbst kontaktierenden PressFIT-Modulen in der SmartPIM- und SmartPACK-IGBT-Modulfamilie

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Umfassende Tests belegen die Wirksamkeit

Im Unterschied zur standardmäßigen Modulkonstruktion bedeutet diese Kraftentkopplung im Smart-Aufbau (smart = selbsteinpressend, sicherer Kontakt, robust), dass der Modulkern vor den hohen Belastungen der Verschraubung geschützt ist, und weiterhin, dass die Wärmeleitpaste die nötige Zeit erhält, um in die Freiräume zu fließen, falls zu viel Paste appliziert wurde.

Um die Wirksamkeit des Smart-Konzepts sicherzustellen, fanden einige einfache Tests statt, in denen man die Wärmeleitpaste (wie Bild 4 zeigt) absichtlich falsch aufgebracht hat. Dieses falsche Aufbringen führte nicht zu Keramikbrüchen oder zu anderen Schäden der DCB-Struktur oder des Moduls.

Alle Tests wurden mit dem Nennanzugsmoment von 8,5 Nm, einer Drehzahl von 500 U/min und in einem einzigen Montageschritt durchgeführt. Wie in Bild 5 zu sehen, ist ein Schrauber bei dieser Drehzahl nicht in der Lage, genau bei Erreichen des Nominaldrehmoments anzuhalten. Durch das Massenträgheitsmoment dreht der Schrauber über den Zielwert hinaus.

Bei verschiedensten Überlastdrehmoment-Versuchen wurde auch Wärmeleitpaste mit einer Schichtdicke von ca. 100 µm aufgetragen. Zum Einsatz kam Electrolube HTC aufgrund der sehr hohen Viskosität, die für das empfindliche Keramikmaterial bedeutsam ist. Alle Module wurden vor und nach dem Test auf ihre Isolationsfähigkeit hin untersucht und gemessen.

Eine sonst bewährte Maßnahme zur Behebung dieses Problems ist die Anwendung eines zweistufigen Verfahrens, bei dem die Drehzahl in der zweiten Stufe auf einen Wert von 100 U/min oder weniger reduziert wird. Dies ist beim Smart-Modul nicht nötig. Ein Smart-Modul eignet sich durch robuste Auslegung für die Montage in einem einzigen Schritt mit einer Drehzahl von mind. 500 U/min.

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