IGBT PCB de Cerámica

¿Qué es PCB cerámica IGBT?

IGBT PCB Cerámica, o Transistor Bipolar de Puerta Aislada, es un transistor BJT con una puerta MOS, o podemos decir que un módulo IGBT es la combinación de un BJT y una puerta MOS. Un chip IGBT es pequeño en tamaño, pero puede controlar la transmisión de energía eléctrica y lograr 100.000 veces la conmutación de corriente a tensiones ultra altas de 650 millones de V en sólo 1 segundo.

Tecnología PCB Cerámica IGBT

PCBs cerámicas son mejores que PCBs ordinarios debido a su rendimiento de disipación de calor, capacidad de conducción de corriente, aislabilidad, coeficiente de expansión térmica, etc. por lo que son ampliamente utilizados en diversos campos. ¿Cuáles son las áreas de aplicación de PCBs cerámicas?

Módulos electrónicos de alta potencia

Los módulos semiconductores de alta potencia son una combinación de determinadas funciones y modos. Tanto si se trata de un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) como de un módulo de DC de alta potencia, PCB cerámica es uno de los componentes principales y tiene un requisito de disipación de calor muy grande. No importa cómo se genere el calor, el primer punto de contacto del calor es el sustrato, por lo que PCB cerámica de nitruro de aluminio es sin duda la mejor opción.

PCBs cerámicos disipan el calor desde el chip IGBT hasta el embalaje exterior.
Usted se preguntará, ¿cuánto calor genera un módulo IGBT cuando funciona? Equivale al calor generado por 100 hornos eléctricos. Esta cantidad de calor debe disiparse inmediatamente desde el chip IGBT, lo que lleva a la utilización de PCBs cerámicas.

¿Cómo protege una PCB cerámica al módulo IGBT del calor? En un módulo IGBT, se coloca PCB de cerámica debajo del chip IGBT, o podemos decir que el chip está ensamblado en la placa de circuito de cerámica. La PCB de cerámica conecta y soporta el chip y disipa rápidamente el calor desde él hacia el embalaje exterior. De este modo, el chip queda protegido de la influencia térmica.

¿Por qué se pueden utilizar PCBs cerámicas para la disipación térmica de IGBT?

Hay PCBs de alúmina (Al₂O₃), PCBs de nitruro de aluminio (AlN) y PCBs de nitruro de silicio (Si₃N₄) que se utilizan para la disipación térmica de los módulos IGBT.
¿Por qué PCBs cerámicos pueden disipar eficazmente la temperatura de los módulos IGBT? Porque los materiales cerámicos tienen buenas propiedades de disipación térmica y aislamiento eléctrico. A diferencia de PCBs de sustrato de aluminio, PCBs cerámicos no utilizan una capa aislante que dificulte la disipación térmica. Durante el proceso de fabricación de PCB cerámicas, el revestimiento de cobre se adhiere directamente al sustrato cerámico a altas temperaturas y bajo altas presiones. A continuación, se fabrica la capa del circuito mediante el método de recubrimiento fotorresistente. Una vez fabricada la placa de circuito, se montan en ella el IGBT y otros componentes. Los materiales cerámicos tienen un aislamiento ultra alto y pueden soportar una tensión de ruptura de hasta 20KV/mm. La conductividad térmica de los PCB de alúmina es de 15-35W/mK, la de los PCB de nitruro de aluminio de 170-230W/mK y la de los PCB de nitruro de silicio de 80+W/mK. Por el contrario, PCB de aluminio tiene una disipación térmica de sólo 1-12W/mK.