10.13334/j.0258-8013.pcsee.210172
双面散热功率模块的热阻建模与测试表征研究
相对于单面散热(single-sided cooling,SSC)封装,双面散热(double-sided cooling,DSC)封装能有效降低功率模块的结–壳热阻,大幅提升变流器的功率密度,是功率集成的发展趋势.DSC功率模块具有双通道传热的特征,然而现有研究仍然沿用SSC功率模块单通道传热的热阻模型和评测方法.因此,DSC功率模块的热阻研究存在物理意义不明、热路模型缺乏、评测方法空白等基础问题,严重制约DSC功率模块的装备研发、可靠运行和规模应用,亟待技术突破.文中基于等温剖面和温度梯度的概念,揭示功率模块热阻的传热学机理,阐释DSC功率模块热阻的物理意义,建立DSC功率模块的热路模型,分析双通道传热和单通道传热的热阻规律,仿真分析和实验测试的结果,验证模型和方法的可行性和有效性.结果表明:相对于SSC功率模块,DSC功率模块的双通道热阻,从物理上、数学上和表征上,都不是两个单通道热阻的直接并联.此外,DSC功率模块在降低73%尺寸的同时,可以降低65%的结–壳热阻.这些研究发现将为DSC功率模块的研发与应用及制定多通道传热半导体器件的热阻标准,提供有益的参考.
功率模块;双面散热;双通道传热;热阻建模;表征方法
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TM131.2(电工基础理论)
国家重点研发计划2017YFB0102303
2022-02-18(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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