首先上图,列出一些当前市场上能看到的一些已经量产或者即将量产的双面冷却模块的方案。也基本包含了目前主流的双面设计思路,包括引入先进封装工艺的aPSI3D的模块。对于一些产品几年前有过一些资料分享。
我首先想到的是拿风扇来吹,因为加个风扇是最简单的,成本最低的。
书上又说Rth=d/(A*λ)。OK,有思路了。不过就是继续增加散热面积或者降低厚度或者提高热导率。银烧结?太贵,看看有没有其他方面的收益,值不值得搞,还得看看收益。AlN呢,收益不错,强度差点,价格也高,再评估评估,厚度影响热扩散角度,要慎重。面积可以先搞一搞嘛。
可以可以,完全可以,但是,两个芯片放在一起散热都耦合一起了,效果不是很好啊。把他们拉开点距离吧。
这样效果好,散热性能跟双面差不多了。只是用的芯片加倍了。DBC与铜基板也增加了一些。但是应该没有双面加倍的多,还不错,而且工艺也简单多了,交差。
好啦,整理整理交差吧。
方案1,双面散热,工艺复杂;考虑垫片,焊接工艺裕度等,散热性能提高35%;纵向体积增加,DBC,铜基板等材料增加,成本增加。
方案2,单面散热,工艺简单,散热提高35%。但是芯片加倍,成本增加。
然后甩给电的同事看看提供一下两个方案的优劣势分析,然后他发给我了这个,然后问了我一个灵魂问题。同样的总价,你是希望雇佣一个人996,还是雇佣两个人955?我想我还没资格思考这个问题。但我明白了他的意思,我想老板应该更明白。
OK,感觉差不多了,整理一下,可以甩给老板,下班回家奶娃了。吃完饭,手机弹出消息,老板回复了。
两种方案系统成本仔细对比了没有,成本收益如何?做一个详细的成本分析以及性能评估。 工艺风险如何,从研发到生产,测试,应用,失效影响,失效分析等等能不能都列出来。 两种方案哪一种跟我司当前的产线兼容度高,固定资产投资小,要充分利用现有产线。即使投资新产线,要先核算清楚投资收益。 哪种方案客户收益最高,用起来有加倍的感觉,对客户潜在的需求影响如何? 两种方案哪种效率高,比如SiC,哪种方案的复合工况效率高,对客户收益高,有没有算清楚? 两种方案哪种长期可靠性更好,超出RBSOA的风险大不大,长期影响如何,有没有双极退化的风险? 短路能力的改善能有多少,对短路改善的收益能不能衡量清楚,用SnSb5还是银烧结,收益是2%还是20%? 双面模块的芯片内部结温分布以及退化模式跟传统单面不一样的,标准里的那些可靠性测试方法还适用吗?功率循环寿命评估套路要不要调整? 除了这些思路,还有没有别的解决方案,银烧结看看,SiN,AlN基板也都看看,出个评估报告。 其他的吃完饭再想。。。。。
产品设计就是一个系统优化工程,找到最合适的点,其实不同的公司不同应用的产品需求是完全不一样的,都需要详细的具体问题具体分析。决定走某种技术路线不是看别人怎么做就自己怎么做,而是根据实际产品需求,自己的实际情况,自己的应用市场,来综合寻优。不能看到双面觉得有加倍的感觉就叫牌了,然后一看自己满手的阿拉伯数字,都不带连号的。
其实就散热而言也不单单只有上面的方案,双面也仅仅是一个技术路线。我们也可以优化不良导热的绝缘体的位置,如Boach的方案,通过低热导率的绝缘层往下放置,来提高绝缘层的有效散热面积。或者继续往下放,通过陶瓷粉末参环氧树脂并做成内嵌的结构,让衬底嵌入在基板上。或者在铜基板里面水道外围做绝缘结构,亦或是直接采用绝缘油来在铜基板里来冷却,这些都可以很好的放大导热绝缘层的有效散热面积。都是优化散热的方案。
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