onsemi SiC E1B Modulları İstifadəçi Təlimatı

onsemi SiC E1B Modulları İstifadəçi Təlimatı

İçindəkilər gizlətmək

1 Əhatə dairəsi

2 Resurs və Referans

3 E1B Modul Məlumatı

4 Tövsiyə olunan montaj ardıcıllığı

5 PCB-nin modula quraşdırılması

6 Modulun soyuducuya quraşdırılması

7 Digər Montaj Mülahizələri

8 Təmizləmə və Sürünmə Tələbləri

9 ƏLAVƏ MƏLUMAT

10 Sənədlər / Resurslar

10.1 İstinadlar

Əhatə dairəsi

onsemi, 5 V eşik həcminə əsaslanaraq Si MOSFET-lərə, IGBT-lərə və SiC MOSFET-lərə qapı sürücüsü uyğunluğu ilə kaskod konfiqurasiyasında SiC JFET-lərin tətbiqinə öncülük etdi.tage və geniş qapı iş diapazonu ±25 V.

Bu cihazlar əla bədən diod xüsusiyyətləri ilə, mahiyyətcə çox sürətli keçiddir. onsemi advanı birləşdirditagSənaye enerji sistemləri üçün enerji sıxlığını, səmərəliliyi, qənaətcilliyi və istifadə rahatlığını daha da artırmaq üçün sənaye standartı güc modulu paketi, E1B ilə eous SiC JFET əsaslı güc cihazı.

Bu proqram qeydi onsemi-nin ən son E1B güc modul paketləri (yarım körpü və tam körpü) üçün quraşdırma təlimatını (PCB və soyuducu) təqdim edir.

ƏHƏMİYYƏTLİ: Snubbers, daxili sürətli keçid sürətinə görə SiC E1B modulları üçün şiddətlə tövsiyə olunur. Həmçinin, snubber söndürmə kommutasiya itkisini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və SiC E1B modullarını ZVS-də (sıfır həcmdə) olduqca cəlbedici edir.tage turn-on) yumşaq keçid proqramları, məsələn, faza keçidli tam körpü (PSFB), MMC və s.

Bu məhsul lehim sancağı əlavəsi və faza dəyişikliyi termal interfeys materialları ilə istifadə üçün tövsiyə olunur və pres uyğunluğu və termal yağın tətbiqi üçün tövsiyə edilmir. Ətraflı məlumat üçün bu məhsulla əlaqəli quraşdırma təlimatlarına və istifadəçi təlimatı sənədlərinə müraciət edin.

Bu proqram qeydi həmçinin simulyasiya modellərinə, montaj qaydalarına, istilik xüsusiyyətlərinə, etibarlılığına və ixtisas sənədlərinə resurs bağlantıları təqdim edir.

Resurs və Referans

E1B Modul Məlumatı

Enerji yarımkeçirici modulunun nasazlığının əsas səbəbi düzgün quraşdırmadır. Zəif montaj yüksək və ya həddindən artıq birləşmə temperaturu ilə nəticələnəcək ki, bu da modulun istismar müddətini əhəmiyyətli dərəcədə məhdudlaşdıracaq. Nəticədə modulun düzgün quraşdırılması SiC cihazının qovşağından soyutma kanalına etibarlı istilik ötürülməsinə nail olmaq üçün çox vacibdir.

E1B modulları çap edilmiş dövrə lövhəsinə (PCB) lehimlənmək və aşağıda göstərildiyi kimi əvvəlcədən yığılmış vintlər və yuyucularla istilik qəbuledicisinə qoşulmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Şəkil 1 və Şəkil 2. Bu sistemlər üçün avadanlığın layihələndirilməsi üçün ölçülər və dözümlülüklər haqqında daha geniş məlumat modulun məlumat vərəqlərində tapıla bilər.

Şəkil 1. Modul Montaj Vidasının Yeri (Üst View)

AND90340/D

Şəkil 2. PCB və Soyuducu ilə Modul Montajı (Quraşdırma partladı View)

Tövsiyə olunan montaj ardıcıllığı

onsemi SiC E1B modulunun daha yaxşı istilik performansı və xidmət müddəti üçün aşağıdakı montaj ardıcıllığını tövsiyə edir:

Modul pinini Çap Dövrəsinə (PCB) lehimləyin
PCB-ni modula quraşdırın
Modulu istilik qurğusuna quraşdırın

Əvvəlcədən yığılmış vint ilə (vida, yuyucu və kilid yuyucusu) modulu məhdudlaşdırıcı fırlanma momentindən istifadə edərək istilik qurğusuna bərkidin. Qeyd etmək lazımdır ki, soyuducunun ölçüsü və səthi bütün lehimləmə prosesində nəzərə alınmalıdır, çünki modulun arxa tərəfi ilə soyuducu interfeysi arasında düzgün istilik ötürülməsi sistemdəki paketin ümumi performansı üçün vacibdir (bax Şəkil 2).

Modul pinini PCB-yə lehimləyin
E1B modulunda istifadə edilən lehimlənə bilən sancaqlar standart FR4 PCB-lər üçün onsemi tərəfindən yoxlanılıb və keyfiyyətinə uyğunlaşdırılıb.
PCB digər komponentlər üçün yenidən lehimləmə prosesini tələb edirsə, yüksək temperaturlara məruz qalmamaq üçün modulu quraşdırmadan əvvəl PCB-ni yenidən axıtmaq tövsiyə olunur.

Tipik bir dalğa lehimləmə mütəxəssisifile Şəkil 4 və Cədvəl 1-də göstərilmişdir.
Çap dövrə lövhələrinin istehsalında digər işləmə üsullarından istifadə edilərsə, əlavə sınaq, yoxlama və sertifikatlaşdırma tələb olunur.

PCB tələbi
Maksimum qalınlığı 4 mm olan FR2 PCB.
PCB materialının standart tələblərə cavab verib-vermədiyini yoxlamaq üçün IEC 61249−2−7:2002-yə baxın.
İstifadəçi PCB yığın təbəqələrinin düzgün dizaynı üçün optimal keçirici təbəqələri müəyyən etməlidir, lakin çox qatlı PCB-lərin IEC 60249-2-11 və ya IEC 60249-2-1 tələblərinə uyğun olmasını təmin etməlidir.
Müştəri ikitərəfli PCB-ləri nəzərdən keçirərsə, IEC 60249-2-4 və ya IEC 60249-2-5-ə istinad edin.

Lehimləmə Pinə Tələb
Yüksək etibarlılığa malik lehim birləşmələrinə nail olmaq üçün əsas amillər PCB dizaynıdır.
PCB-də örtüklü deşik diametrləri lehimləmə pin ölçüsünə uyğun olaraq hazırlanmalıdır. (Şəkil 3-a baxın).

AND90340
PCB deşik dizaynı düzgün deyilsə, potensial problemlər yarana bilər.
Son çuxur diametri çox kiçik olarsa, o, düzgün daxil edilməmiş ola bilər və sancaqların qırılmasına və PCB-nin zədələnməsinə səbəb olacaqdır.
Son deşik diametri çox böyükdürsə, lehimləmədən sonra yaxşı mexaniki və elektrik göstəriciləri ilə nəticələnə bilməz. Lehim keyfiyyəti IPC-A-610-a istinad etməlidir.
Dalğa lehimləmə prosesi üçün tövsiyə olunan parametrlər temperatur profiles IPC-7530, IPC-9502, IEC 61760-1:2006-a əsaslanır.

Şəkil 3. Modulun PCB-yə quraşdırılması İstilik qəbuledicisinə quraşdırmadan əvvəl

Şəkil 4. Tipik Dalğa Lehimləmə Profile (İstinad EN EN 61760-1:2006)

Cədvəl 1. TİPİK DALĞA LEhimləmə PROFILE (İstinad EN EN 61760-1:2006)

Profile Xüsusiyyət		Standart SnPb Lehim	Qurğuşun (Pb) Pulsuz Lehim
Əvvəlcədən qızdırın	Temperatur min. (Tsmin)	100 °C	100 °C
	Temperatur tipi. (Tstyp)	120 °C	120 °C
	Temperatur maks. (Tsmax)	130 °C	130 °C
	Temperatur maks. (Tsmax)	70 saniyə	70 saniyə
Δ Maksimum qızdırın. Temperatur		150 °C maks.	150 °C maks.
D Maks. Temperatur		235 °C - 260 °C	250 °C - 260 °C
Pik temperaturda vaxt (tp)		10 saniyə maksimum 5 saniyə hər dalğa	10 saniyə maksimum 5 saniyə hər dalğa
Ramp- aşağı dərəcəsi		~ 2 K/s min ~ 3.5 K/s tipi ~5 K/s maks	~ 2 K/s min ~ 3.5 K/s tipi ~5 K/s maks
Vaxt 25 °C ilə 25 °C arasında		4 dəqiqə	4 dəqiqə

PCB-nin modula quraşdırılması

PCB birbaşa modulun yuxarı hissəsində lehimləndikdə, mexaniki gərginliklər xüsusilə lehim birləşməsində mövcuddur. Bu gərginlikləri azaltmaq üçün PCB-ni modulun dörd dayanacağına bərkitmək üçün əlavə bir vida istifadə edilə bilər, Şəkil 5-ə baxın.
Modullar PCB qalınlığından asılı olaraq özünü vurma vintləri (M2.5 x L (mm)) ilə uyğun gəlir.

Dayanma çuxuruna daxil olan ipin uzunluğu minimum Lmin 4 mm və maksimum Lmax 8 mm olmalıdır. Daha yaxşı dəqiqliyi təmin etmək üçün elektron idarə olunan tornavida və ya elektrik tornavida istifadə etmək tövsiyə olunur.

Şəkil 5. PCB E1B Modulunda Montaj: (a) E1B PCB Montaj Deliği və (b) Maksimum Vida İpinin Bağlanma Dərinliyi

PCB Montaj Tələbləri
1.5 mm dərinlikdəki dayanma dəlikləri yalnız vida girişi bələdçisi kimi xidmət edir və heç bir güc tətbiq etməməlidir.

Əsas amil, əvvəlcədən sıxma və bərkitmə prosesi üçün icazə verilən fırlanma momentinin miqdarıdır:

Əvvəlcədən sıxma = 0.2 ~ 0.3 Nm
Sıxma = 0.5 Nm Maks

Şəkil 6. PCB-nin E1B Modulunda quraşdırılması: Özünü vuran vintin şaquli düzülüşü (a) Hizalanmış və (b) Səhv düzəldilmişdir.

Modulun soyuducuya quraşdırılması

Qızdırıcı tələbi
Qızdırıcının səth vəziyyəti bütün istilik ötürmə sistemində mühüm amildir və soyuducu ilə tam təmasda olmalıdır. Quraşdırmadan əvvəl modulun substratının səthi və soyuducu səthi vahid, təmiz və çirklənmədən təmizlənməlidir. Bu, boşluqların qarşısını almaq, termal empedansı minimuma endirmək və modul daxilində yayıla biləcək güc miqdarını maksimuma çatdırmaq və məlumat cədvəlinə əsasən hədəf istilik müqavimətinə nail olmaqdır. DIN 4768−1-ə uyğun olaraq yaxşı istilik keçiriciliyinə nail olmaq üçün qızdırıcının səth keyfiyyətləri tələb olunur.

Kobudluq (Rz): M10 m
100 mm uzunluğa əsaslanan soyuducunun yastılığı: ≤50 m

Termal İnterfeys Materialı (TIM)
Etibarlı və yüksək keyfiyyətli istilik performansına nail olmaq üçün modul qutusu və soyuducu arasında istifadə olunan termal interfeys materialıdır. E1B kimi baza lövhəsi olmayan modul üçün termal yağ və ya termal pasta tövsiyə edilmir..
İstilik yayıcı kimi xidmət edən qalın mis əsas lövhə olmadan, termal yağ pompası effekti (güc dövriyyəsi və ya temperatur dövriyyəsi zamanı modul qutusu və soyuducu arasında TIM təbəqəsinin termal genişlənməsi və büzülməsi ilə) TIM təbəqəsində boşluqların əmələ gəlməsini gücləndirir və modulun enerji dövriyyəsinə əhəmiyyətli dərəcədə mənfi təsir göstərir.

Əvəzində, Faza dəyişdirmə materialından istifadə edən TIM E1B modulları üçün şiddətlə tövsiyə olunur. Şəkil 7 1200 V 100 A yarımkörpü modulu (UHB100SC12E1BC3N) üçün iki fərqli üsuldan, termal yağ və faza dəyişdirmə materialından istifadə edərək enerji dövriyyəsinin nəticələrini göstərir. Üfüqi ox dövrlərin sayını göstərir. Şaquli ox 100 °C-də Tj_rise zamanı VDS cihazını göstərir. Qırmızı əyri termal yağla güc dövriyyəsini göstərir. Mavi əyri faza dəyişikliyi materialı ilə güc dövriyyəsini göstərir. Qırmızı əyri yalnız termal yağ pompası təsirindən istilik müqavimətinin pozulması səbəbindən termal qaçaqlıq baş verməzdən əvvəl 12,000 dövrə gedə bilər. Eyni E1B modulu üçün TIM soyuducusu üçün faza dəyişdirmə materialından istifadə 58,000 dövrədən çox enerji dövriyyəsini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

Şəkil 8 güc velosipedi sınaq şərtlərini və quraşdırmanı göstərir Şəkil 7. E1B Modulunun Güc Cycling Performansı Soyuducu üçün Fərqli TIM ilə: Termal Yağ və Faza Dəyişikliyi Materialı

Şəkil 8. E1B Modulunun Güc Cykling Testi (a) Quraşdırma və (b) Test Şərtləri

Quraşdırma	Təsvir
DUT	UHB100SC12E1BC3N
İstilik üsulu	Daimi DC cərəyanı
Tj yüksəlir	100 °C
Suyun soyuducu soyuducu temperaturu	20 °C
Dövr başına istilik müddəti	5 s
Dövr başına soyutma vaxtı	26 s
TIM (faza dəyişikliyi)	Laird TPCM 7200

Tipik olaraq, mexaniki montajdan sonra faza dəyişdirmə materialı sobada bişirilməlidir ki, TIM modul qutusu ilə soyuducu arasında mikroskopik boşluqları daha da doldurmaq və modul qutusundan soyuducuya qədər istilik müqavimətini azaltmaq üçün fazasını dəyişdirsin. Yuxarıdakı məsələnampŞəkil 7 və Şəkil 8-də göstərildiyi kimi, 0.52 °C-də 0.42 saat bişirildikdən sonra cihazın birləşməsindən suya olan istilik müqaviməti 1 °C/W-dən 65 °C/W-ə endirilir. Ətraflı təlimatlar üçün TIM təchizatçısına müraciət edin.

QEYD: İstənilən fərqli faza dəyişikliyi material növü optimal performansı təmin etmək üçün TIM (faza dəyişikliyi materialı) satıcısının təlimatlarına əməl etməklə müştəri tərəfindən əlavə olaraq qiymətləndirilməli və sınaqdan keçirilməlidir.

Modulun soyuducuya quraşdırılması
Quraşdırma proseduru həmçinin modul və soyuducunun faza dəyişdirici materialla effektiv təmasını təmin etmək üçün vacib amildir. Nəzərə alın ki, soyuducu və modul iki komponent arasında lokallaşdırılmış ayrılmanın qarşısını almaq üçün bütün sahəyə toxunmamalıdır. Cədvəl 2-də soyuducu qurğunun quraşdırılması üçün ümumi qaydalar verilmişdir.

Cədvəl 2. onsemi SiC E1B MODUL SOĞUTUCULARININ MONTAJI TÖVSİYƏLƏRİ

Qızdırıcının quraşdırılması	Təsvir
Vida ölçüsü	M4
Vida növü	DIN 7984 (ISO 14580) düz rozetka başlığı
Qızdırıcıda vida dərinliyi	> 6 mm
Yay kilidi yuyucusu	DIN 128
Düz yuyucusu	DIN 433 (ISO 7092)
Montaj anı	0.8 Nm-dən 1.2 Nm-ə qədər
TIM	Laird Tpcm kimi materialı dəyişdirin

Digər Montaj Mülahizələri

Quraşdırılmış modulun ümumi sistemi nəzərə alınmalıdır. Modul istilik qurğusuna və dövrə lövhəsinə düzgün şəkildə qoşularsa, məhsulun ümumi performansı əldə ediləcəkdir.
PCB yalnız modula lehimləndiyi üçün vibrasiyanı minimuma endirmək üçün də müvafiq tədbirlər görülməlidir.
Zəif lehimli terminallardan qaçınmaq lazımdır. Ayrı-ayrı sancaqlar yalnız maksimum təzyiq, gərginlik və PCB ilə soyuducu arasında adekvat məsafənin müştərinin tətbiqi ilə qiymətləndirilməsi ilə istilik qurğusuna perpendikulyar yüklənə bilər.

PCB və modulda mexaniki gərginliyi minimuma endirmək üçün, xüsusən də PCB ağır komponentə malik olduqda, boşluq postundan istifadə etmək tövsiyə olunur, Şəkil 9-ə baxın.

Şəkil 9. E1B Modul PCB və Space Post ilə Soyuducu Montaj

Boşluq dirəyi ilə PCB montaj çuxurunun kənarı arasında tövsiyə olunan ölçü (X) ≤ 50 mm-dir.
Birdən çox modul eyni PCB-yə quraşdırıldıqda, modullar arasındakı hündürlük dəyişikliyi lehim birləşməsində mexaniki gərginliklərə səbəb ola bilər. Gərginliyi minimuma endirmək üçün kosmik dirəklərin tövsiyə olunan hündürlüyü (H) 12.10 (±0.10) mm-dir.

Təmizləmə və Sürünmə Tələbləri

Modul və PCB arasındakı montajın mexaniki məsafəsi IEC 60664-1 Reviziya 3-də tələb olunan boşluq və sürüşmə məsafəsinə cavab verməlidir. Şəkil 10-da təsvir göstərilir.
Minimum boşluq vida başlığı ilə PCB-nin alt səthi arasındakı məsafədir, bu sahədə elektrik keçiriciliyinin qarşısını almaq üçün adekvat məsafə olmalıdır.
Alternativ olaraq, müvafiq boşluq və sürüşmə məsafəsi standartlarına cavab vermək üçün PCB yuvası, örtük və ya xüsusi qablaşdırma kimi əlavə izolyasiya tədbirlərinin həyata keçirilməsi tələb oluna bilər.

Şəkil 10. Vida və PCB arasındakı boşluq

Vida növü onunla PCB arasındakı minimum boşluq boşluğunu müəyyənləşdirir. ISO7045-ə uyğun pan başlı vint, DIN 127B standartına uyğun kilid yuyucusu və DIN 125A düz yuyucusu və cl.amp Şəkil 10-da göstərildiyi kimi, məsafə 4.25 mm olacaqdır. Tipik boşluq və sürüşmə məlumat cədvəlində mövcuddur. Modulun təmizlənməsi və ya sürüşmə məsafəsi ilə bağlı əlavə təfərrüatlar proqram dəstəyi və ya satış və marketinq ilə əlaqə saxlaya bilər.

Bu sənəddə görünən bütün marka adları və məhsul adları müvafiq sahiblərinin qeydə alınmış ticarət nişanları və ya ticarət nişanlarıdır.

onsemi, , və digər adlar, nişanlar və brendlər Semiconductor Components Industries, LLC dba-nın qeydiyyatdan keçmiş və/və ya ümumi qanun ticarət nişanlarıdır "onsemi" və ya onun ABŞ və/və ya digər ölkələrdəki filialları və/yaxud törəmə şirkətləri. onsemi bir sıra patentlər, ticarət nişanları, müəllif hüquqları, ticarət sirləri və digər əqli mülkiyyət hüquqlarına malikdir.
siyahısı onsemi məhsul/patent əhatə dairəsi ünvanından əldə edilə bilər www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. onsemi xəbərdarlıq etmədən buradakı hər hansı məhsul və ya məlumatda istənilən vaxt dəyişiklik etmək hüququnu özündə saxlayır. Buradakı məlumat “olduğu kimi” verilir və onsemi məlumatların düzgünlüyünə, məhsul xüsusiyyətlərinə, mövcudluğuna, funksionallığına və ya məhsullarının hər hansı xüsusi məqsəd üçün uyğunluğuna dair heç bir zəmanət, təqdimat və ya zəmanət vermir, nə də onsemi hər hansı bir məhsulun və ya dövrənin tətbiqi və ya istifadəsi nəticəsində yaranan hər hansı məsuliyyəti öz üzərinə götürür və xüsusi, ardıcıl və ya təsadüfi zərərlər də daxil olmaqla, məhdudiyyətsiz olaraq hər hansı və bütün məsuliyyətdən imtina edir. Alıcı istifadə etdiyi məhsullara və tətbiqlərə görə məsuliyyət daşıyır onsemi tərəfindən təmin edilən hər hansı dəstək və ya tətbiq məlumatından asılı olmayaraq bütün qanunlara, qaydalara və təhlükəsizlik tələblərinə və ya standartlara uyğunluq daxil olmaqla məhsullar onsemi. -də təqdim oluna bilən "tipik" parametrlər onsemi məlumat vərəqləri və/və ya spesifikasiyalar müxtəlif tətbiqlərdə dəyişə bilər və dəyişə bilər və faktiki performans zamanla dəyişə bilər. Bütün əməliyyat parametrləri, o cümlədən “Tipiklər” müştərinin texniki ekspertləri tərəfindən hər bir müştəri tətbiqi üçün təsdiq edilməlidir. onsemi heç bir əqli mülkiyyət hüququ və ya başqalarının hüquqları çərçivəsində heç bir lisenziya vermir. onsemi məhsullar xarici yurisdiksiyada eyni və ya oxşar təsnifata malik hər hansı FDA Sinif 3 tibbi cihaz və ya tibbi cihazlarda və ya insan orqanizminə implantasiya üçün nəzərdə tutulmuş hər hansı cihazlarda həyati dəstək sistemlərində mühüm komponent kimi istifadə üçün nəzərdə tutulmayıb, nəzərdə tutulmayıb və ya icazə verilməyib. Alıcı satın almalı və ya istifadə etməlidir onsemi hər hansı belə nəzərdə tutulmamış və ya icazəsiz tətbiq üçün məhsullar üçün Alıcı kompensasiya ödəyəcək və saxlayacaqdır onsemi və onun məmurları, işçiləri, törəmə şirkətləri, filialları və distribyutorları bu cür planlaşdırılmamış və ya icazəsiz istifadə ilə bağlı birbaşa və ya dolayısı ilə hər hansı şəxsi xəsarət və ya ölüm iddiasından irəli gələn bütün iddialara, xərclərə, zərərlərə və məsrəflərə və ağlabatan vəkillik haqlarına qarşı zərərsizdirlər. , belə bir iddia bunu iddia etsə belə onsemi hissənin dizaynı və ya istehsalı ilə bağlı səhlənkarlıq etmişdir. onsemi Bərabər Fürsət/Təsdiq Fəaliyyət İşəgötürəndir. Bu ədəbiyyat bütün qüvvədə olan müəllif hüquqları qanunlarına tabedir və heç bir şəkildə yenidən satıla bilməz.

ƏLAVƏ MƏLUMAT

TEXNİKİ NƏŞRƏLƏR:
Texniki Kitabxana: www.onsemi.com/design/resources/technical-documentation
onsemi Websayt: www.onsemi.com
ONLAYN DƏSTƏK: www.onsemi.com/support
Əlavə məlumat üçün yerli Satış Nümayəndənizlə əlaqə saxlayın www.onsemi.com/support/sales

Sənədlər / Resurslar

onsemi SiC E1B Modulları [pdf] İstifadəçi təlimatı
AND90340-D, SiC E1B Modulları, SiC E1B, Modullar

İstinadlar

İstifadəçi təlimatı