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

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Ausgezeichnetes thermisches Verhalten

Nach der Montage ist thermische Leistungsfähigkeit in Richtung Kühlkörper und damit der tatsächlich nutzbaren Leistung des Moduls die wichtigste Kenngröße. Wie gewöhnlich wurde der Wärmeübergang Rth vom Smart1-Modul zum Kühlkörper im Gegensatz zu Mitbewerbern mit parallel betriebenen IGBTs gemessen, um Kopplungseffekte zu berücksichtigen und zu belastbaren Ergebnissen zu gelangen.

Der resultierende Rthjh eines FP35R12U1T4, ein PIM-Modul (Umrichter, Gleichrichter und Brake) mit 35 A Nennstrom und 1200 V Sperrspannung, beträgt 1,05 K/W – ein sehr guter Wert, insbesondere bei parallel betriebenen IGBT-Chips im Modul.

Hinsichtlich der Korrelation des mechanisch messbaren Abstands zwischen Modul und Kühlkörper mit der thermischen Leistungsfähigkeit des Moduls lässt sich nur sehr schwer eine signifikante Abhängigkeit feststellen. Wenn jedoch der Abstand nicht signifikant verändert wird, ergibt sich mit Sicherheit auch keine Veränderung des thermischen Widerstands.

Die wichtigste Frage lautet, ob sich das Modul nach dem Montageprozess möglichst nahe am Kühlkörper befindet. Deshalb wurde der Abstand mit einem entsprechenden Versuchsaufbau gemessen. Dabei war zu beobachten, dass er eine Funktion des Anzugsmoments bildet.

Schon weit unter dem Nennanzugsmoment von 8,5 Nm (tatsächlich sogar unter 0,5 Nm) liegt das Modul so nahe an dem Kühlkörper wie möglich und erreicht seine Ruheposition. Dies zeigt auch, dass die für einen guten Wärmeübergang nötige Kraft weit unter der maximalen Schrauben-Vorspannkraft liegt.

*Marc Buschkühle ist Marketing Manager IGBTs und Thilo Stolze ist Manager IGBT Modul Development bei der Infineon Technologies AG, Warstein.

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