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Application Note AN 2007-09-V2.0
November 2012
Montagehinweise
für PressFIT Module mit Gabelpin:
EconoPACK™/ EconoPIM™/ EconoBRIDGE™
IFAG IPC
Application Note AN 2007-09-V2.0
November 2012
Montagehinweise PressFIT
Edition 2011-02-02
Published by
Infineon Technologies AG
59568 Warstein, Germany
© Infineon Technologies AG 2011.
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TECHNOLOGIES HEREBY DISCLAIMS ANY AND ALL WARRANTIES AND LIABILITIES OF ANY KIND
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Information
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Warnings
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types in question please contact your nearest Infineon Technologies Office. Infineon Technologies
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Infineon Technologies, if a failure of such components can reasonably be expected to cause the failure of
that life-support device or system, or to affect the safety or effectiveness of that device or system. Life
support devices or systems are intended to be implanted in the human body, or to support and/or maintain
and sustain and/or protect human life. If they fail, it is reasonable to assume that the health of the user or
other persons may be endangered.
AN 2007-09-V2.0
Revision History: date (12-11-30), V2.0
Previous Version: V1.0
Subjects: Update of the use of PressFIT
Authors: Robert Severin, IFAG IPC LP
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Application Note AN 2007-09-V2.0
November 2012
Montagehinweise PressFIT
Table of contents
1 Allgemeines.................................................................................................................................................. 4
2 Anforderung an Leiterkarten ...................................................................................................................... 5
3 Montage einer Leiterkarte auf das mit PressFIT Pins bestückte IGBT Modul ...................................... 6
4 Anforderungen an den Kühlkörper ..........................................................................................................11
5 Auftrag der Wärmeleitpaste......................................................................................................................11
6 Schrauben für die Modulmontage auf dem Kühlkörper ........................................................................12
7 Modulmontage auf dem Kühlkörper ........................................................................................................13
8 Lagerung / Einsatz und Transport von IGBT Modulen ..........................................................................14
9 Demontage .................................................................................................................................................15
3
Application Note AN 2007-09-V2.0
November 2012
Montagehinweise PressFIT
1
Allgemeines
IGBT Module sind elektrostatisch empfindliche Bauelemente.
Um eine Zerstörung oder eine Anschädigung der Bauelemente durch statische Entladungen zu verhindern
werden die Bauelemente gemäß den gültigen ESD Richtlinien in entsprechenden ESD geschützten
Verpackungen geliefert.
Beim Hantieren der Bauelemente sollten Erdungsbänder getragen und die gültigen ESD Sicherheitsrichtlinien
entsprechend berücksichtigt werden.
Die Einhaltung der Anforderungen an Infineon IGBT Module werden durch entsprechende
Zuverlässigkeitsprüfungen und durch die anschließend in der Produktion durchgeführten 100% Prüfungen
sichergestellt.
Höchstzulässige Werte in den jeweiligen Produktdatenblättern und Anwendungshinweisen sind absolute
Grenzwerte, die grundsätzlich – auch für kurze Zeit – nicht überschritten werden dürfen, da dies die
Zerstörung der Bauelemente zur Folge haben kann.
Die Anwendungshinweise in diesem Dokument können nicht jede Art von Anwendungen und Bedingungen
abdecken.
Die Anwendungshinweise ersetzen daher keinesfalls eine eingehende Beurteilung und Überprüfung der
Eignung für die von Ihnen angestrebten Anwendungen durch Sie bzw. durch Ihre technischen Abteilungen.
Die Anwendungshinweise werden daher unter keinen Gesichtspunkten Gegenstand liefervertraglicher
Gewährleistung, es sei denn, der Liefervertrag bestimmt schriftlich etwas anderes.
Der Infineon „PressFIT“ Kontakt erlaubt eine lötfreie Montage von Infineon IGBT Modulen der Baureihe
EconoPIM™ und EconoPACK™ Module mit PressFIT - Kontakt. Bei dieser Montagetechnologie kann das
Modul auf beiden Seiten von der Leiterplatte montiert werden.
Die elektrische und thermische Anbindung zur Leiterkarte geschieht über eine Kaltschweißverbindung die als
Alternative zum üblichen Lötkontakt steht.
Die seit langem etablierte Einpresstechnik wurde von der Infineon AG für Hochstromanwendungen qualifiziert.
Der dafür entwickelte so genannte „PressFIT“ Kontakt findet dabei seine Anwendung.
Die Infineon „PressFIT“ Module lassen sich in Standard FR4 Leiterkarten mit den in der Application Note
beschriebenen Toleranzen einsetzen.
Der geöffnete PressFIT Pin (Gabelpin) (siehe Bild 1) wird beim Einpressvorgang mechanisch verformt. Es
handelt sich hier um eine Kaltverschweißung (siehe Bild 2). Die dadurch entstehenden Kräfte stellen sicher,
dass die verschweißten Materialien zwischen Loch Innenwand und Pin Oberfläche, einen dauerhaft gleich
bleibenden elektrischen, gasdichten und thermischen Kontakt herstellen.
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Application Note AN 2007-09-V2.0
November 2012
Montagehinweise PressFIT
Bild 1: geöffneter PressFIT Pin
2
Bild 2: eingepresster Pin
Anforderung an Leiterkarten
Die PressFIT Technologie ist von der Infineon AG für chemisch Zinn behandelte Leiterkarten untersucht und
qualifiziert worden ( IEC 60352-5 ). Sollten andere Bearbeitungstechnologien bei der Leiterkartenherstellung
eingesetzt werden, müssen diese getestet, geprüft und qualifiziert werden.
Anforderung an das Leiterkartenmaterial (PCB):
Doppelseitige Leiterkarte nach IEC 60249-2-4 bzw. IEC 60249-2-5
Mehrlagenleiterplatte nach IEC 60249-2-11 bzw. IEC 60249-2-12
min.
typ.
Bohrlochdurchmesser
max.
2,35 mm
Endlochdurchmesser
2,14 mm
Kupferdicke im Loch
>25 µm
2,2 mm
Metallisierung im Loch
2,29 mm
<15 µm
70 µm
Kupferstärke der Leiterbahnen
35 µm
105 µm
Leiterplattendicke PCB
1,6 mm
2,0 mm
Metallisierung Leiterkarte
chemisch Zinn
Metallisierung Pin
galvanisch Zinn
Tabelle 1: Anforderungen an eine Leiterkarte für Module mit PressFIT Gabelpins
Zu beachten ist, dass der Fertig-Leiterkartenlochdurchmesser zwischen 2,14 mm und 2,29 mm liegt, die
Kupferbeschichtung in dem Loch eine Dicke von mindestens 25 µm und die Verzinnung eine Dicke von kleiner
15 µm aufweist (siehe Bild 3).
5
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November 2012
Montagehinweise PressFIT
2,35 mm
chemisch Zinn
typ. 2,2 mm
≥ 0,4 mm
PCB
≥25 µm Cu
approx. 2 µm (≤15 µm)
Bild 3: Aufbau einer Leiterkarte
Nach einem durchgeführten Reflow-Lötprozess an einer Leiterkarte kann das Modul ohne Auffälligkeiten in die
Leiterkarte eingepresst werden. Durch diesen Reflow-Lötprozess werden die Haltekräfte der eingepressten
Pins, von dem Modul, nicht beeinträchtigt.
Bauteile auf der Leiterkarte sollten einen Abstand von ca. 5 mm zu der Mitte der Pins haben. Sollten von dem
Anwender eigene Einpresswerkzeuge entwickelt werden, so müssen die Abmaße bei der Bauteilplatzierung
berücksichtigt werden.
Ein eingepresstes Modul kann bis zu zweimal ausgetauscht werden. Eine fachgerechte Behandlung der
Komponenten wird vorausgesetzt.
Ein schon eingepresstes und wieder ausgepresstes Modul kann nur noch durch einen Lötvorgang in einer
neuen Leiterkarte befestigt werden, denn die einmalige mechanische Verformung beim Einpressprozess lässt
keinen erneuten Einpressvorgang zu.
3
Montage einer Leiterkarte auf das mit PressFIT Pins bestückte IGBT Modul
In dem Bild 4 wird der generelle Montageprozess von Leiterkarte und Modul dargestellt.
Auf einem Gegenhalter wird die Leiterkarte über die Führungsdorne aufgelegt.
Das einzupressende Modul mit den PressFIT Pins wird auf der Leiterkarte positioniert.
Mit der Druckplatte wird durch eine Maschine eine Kraft auf die Bodenplatte ausgeübt und die PressFIT Pins
in die Leiterkarte eingepresst.
6
Application Note AN 2007-09-V2.0
November 2012
Montagehinweise PressFIT
Bild 4: Montage einer Leiterkarte auf das Econo Modul
Mit dem Einpressvorgang wird das PressFIT Modul in eine Leiterkarte gefügt. Das Einpressen kann durch
eine einfache Kniehebelpresse oder einen Automaten realisiert werden (siehe Bild 5 und 6). Zu empfehlen ist
ein Einpresstool welches bei dem Einpressprozess die benötigte Kraft und den Verfahrweg dokumentiert.
Durch diese Vorgehensweise wird eine hohe Qualität erreicht.
Hier zwei Möglichkeiten wie ein Einpresswerkzeug aussehen könnte:
Bild 5: Kniehebelpresse
Bild 6: Einpressautomat
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November 2012
Montagehinweise PressFIT
Wichtig bei dem Einpressprozess ist, dass die Auflageflächen der Leiterkarte und der Anpressfläche der
Druckplatte parallel zu einander sind. Die Druckplatte sollte einen mechanisch festen Sitz haben (ohne Spiel).
Mit einer gleichmäßigen Bewegung wird das Modul dann in die Leiterkarte eingepresst. Durch diese wichtigen
Voraussetzungen wird ein reibungsloser Fügeprozess realisiert.
In der Bilderreihe wird das generelle Vorgehen für das Einpressen schrittweise gezeigt.
1.
2.
3.
4.
Gegenhalter auf eine gerade stabile Fläche montiert (siehe Bild 7)
Leiterplatine lagerichtig über die Führungsdorne führen (siehe Bild 8)
Das Modul entsprechend des Lochbildes der Leiterkarte positionieren (siehe Bild 9)
Mit der fest und parallel montierten Druckplatte wird das Modul in die Leiterkarte eingepresst
(siehe Bild 10)
5. Das Gesamtequipment mit Aufzeichnungseinheit ( Weg und Kraft ) (siehe Bild 11)
Bild 7: Gegenhalter
Bild 8: aufgelegte Leiterkarte
Bild 10: Modul wir in die Leiterkarte
eingepresst
Bild 9: Leiterkarte mit Modul
Bild 11: Zug-Druck Prüfmaschine
Für die beiden Modulgrößen Econo2 und Econo3, hat Infineon geeignete Hilfswerkzeuge konstruiert, mit
denen man die Module einpressen (siehe Bild 12) und auch wieder auspressen (siehe Bild 13) kann. Über den
speziell entwickelten Führungsdorn wird bei den Einpresswerkzeugen die Leiterkartendicke eingestellt.
Hierdurch wird ein unnötiger Druck auf die Leiterkarte verhindert. Die Pins des Moduls sollen bei dem
Einpressprozess soweit in die Leiterkarte eintauchen, bis die vier Dome des Moduls die Leiterkarte berühren.
Durch geeignete Vertiefungen in dem Werkzeug ist es möglich den Hohlraum zwischen Leiterkarte und
Moduldeckel mit Bauteilen zu bestücken. Zu beachten ist, dass in dem Bereich der Auflageflächen des
Einpresswerkzeugs keine Bauteile platziert werden, um diese bei dem Einpressprozess nicht zu beschädigen.
8
Application Note AN 2007-09-V2.0
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Montagehinweise PressFIT
In dem unteren Werkzeug / Gegenhalter sind wie in Bild 4 zusehen Gräben integriert, in dem die
durchgestoßenen Pins eintauchen können.
Bei dem Einpressvorgang von 2 Modulen, wie bei dem Einsatz eines EconoPACK™ und eines
EconoBRIDGE™ Moduls, in eine Leiterkarte ist das Einpresswerkzeug so auszuführen, das sich die beiden
Bodenplatten nach dem Einpressvorgang auf einem Niveau befinden. Durch diese Anordnung lassen sich die
Module mit einer guten thermischen Anbindung an den Kühlkörper montieren.
Bild 12: Einpresswerkzeuge vom Econo2/3
Bild 13: Auspresswerkzeuge vom Econo2/3
Für die oben gezeigten Werkzeuge (Bild 12 und 13) können wir unseren Kunden auf Anfrage die
Bauteilzeichnungen zur Verfügung stellen.
Bei anderen Design-Anforderungen müssen vom Kunden entwickelte, entsprechend angepasste und
qualifizierte Werkzeuge eingesetzt werden.
In der Tabelle 2 ist die Einpressgeschwindigkeit und die mittlere Einpresskraft bei einem kleinen ( 2,14 mm )
und bei einem großen ( 2,29 mm ) Lochdurchmesser pro Pin aufgeführt.
Lochdurchmesser
2,14 mm ( min. )
Einpressgeschwindigkeit
2,29 mm ( max. )
25 mm/min
Einpresskräfte
typisch pro Pin
81 N
75 N
Tabelle 2: Einpressgeschwindigkeit und typische Einpresskräfte
Nach dem Fügeprozess, sollte der PressFIT Kontakt zwischen Platine und Modul mechanisch entlastet
werden. Die Entlastung der Kontaktstellen sollte erfolgen indem die PCB direkt auf dem Modul an den 4
Befestigungsdomen (siehe Bild 14) mit selbstfurchenden Schrauben (siehe Bild 15) oder vergleichbarem
Montagematerial befestigt wird.
Neben dem Einschrauben der Schrauben in die Befestigungsdome per Hand, ist ein elektronisch geregelter
oder zumindest langsam laufender Elektroschrauber (U≤300 U/min) ein bevorzugtes Hilfsmittel.
Wegen der fehlenden Genauigkeit empfehlen wir nicht die Verwendung von Druckluftschraubern.
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Application Note AN 2007-09-V2.0
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Montagehinweise PressFIT
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3
1
4
2
4
Econo2
3
2
Econo3
Bild 14: PCB Befestigungsdome beim EconoPACK™ Modul
Die in den Befestigungsdom eintauchende effektive Länge des Schraubengewindes sollte unter
Berücksichtigung der verwendeten Platinendicke eine Mindestlänge von lmin ≥ 4 mm und eine maximalen
Länge von lmax ≤ 10 mm aufweisen.
Die ersten 1,5 mm im Befestigungsdom dienen der Führung und können keine Kräfte aufnehmen. Das
Gewinde im Kunststoff formt sich durch das Eindrehen der Schrauben selbst. Metrische Schrauben M 2,5*X
können zur Befestigung einer PCB benutzt werden z.B. M 2,5*8 oder M 2,5*10 abhängig von der verwendeten
PCB Dicke.
Um eine Beschädigung oder Aufplatzen des Doms zu vermeiden ist beim Einschrauben auf ein gerades
Einsetzen der Schraube in den Dom zu achten.

A. Richtig eingeschraubt
B. Falsch angesetzte Schraube
Bild 15: A. Richtig eingeschraubte Schraube in den Befestigungsdom
B. Falsch angesetzte Schraube in den Befestigungsdom
Die empfohlenen Schrauben basieren auf Laboruntersuchungen. Je nach verwendeter Schraube und
Werkzeug kann es erforderlich sein den Schraubprozess entsprechend anzupassen.
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Montagehinweise PressFIT
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Anforderungen an den Kühlkörper
Die im Modul entstehende Verlustleistung muss über einen Kühler abgeführt werden, um die in den
Datenblättern spezifizierte höchstzulässige Temperatur im Schaltbetrieb (T vjop) während des Betriebes nicht zu
überschreiten.
Die Beschaffenheit der Kühlkörperoberfläche im Bereich der Modulmontage ist von hoher Bedeutung, da
diese Verbindung zwischen Kühlkörper und Modul einen entscheidenden Einfluss auf die Wärmeabfuhr des
Gesamtsystems hat.
Die Kontaktflächen, die Bodenplatte des Moduls und die Oberfläche des Kühlkörpers, müssen frei von
Beschädigungen und Verschmutzungen sein und sollten vor der Modulmontage mit sauberen, fusselfreien
Tüchern gereinigt werden.
Die Kontaktfläche des Kühlkörpers sollte bezogen auf eine Länge von L=100 mm die folgenden Werte nicht
überschreiten.
Oberflächenebenheit ≤ 50 µm
Oberflächenrauhigkeit Rz ≤ 10 µm
Der Kühlkörper muss für die Montage und den anschließenden Transport eine ausreichende Steifigkeit
besitzen, um keine zusätzlichen Dehnungs- und/oder Zugkräfte auf die Bodenplatte des Moduls auszuüben.
Während des gesamten Montageprozesses muss der Kühlkörper verwindungsfrei gehandhabt werden.
5
Auftrag der Wärmeleitpaste
Bedingt durch die individuelle Oberflächenform von Modulbodenplatte und Kühlkörper liegen diese nicht
vollflächig aufeinander auf, so dass eine gewisse lokale Spaltbildung zwischen den beiden Komponenten nicht
vermieden werden kann.
Um die in dem Modul auftretenden Verluste abzuführen und um einen guten Wärmefluss in den Kühlkörper zu
ermöglichen, sind alle lokalen Hohlräume mit Wärmeleitpaste zu füllen. Bei Verwendung von Wärmeleitpasten
ist auf einen geeigneten Auftrag besonderer Wert zu legen.
Eine optimal aufgebrachte Schicht füllt alle Spalte, sollte aber gleichzeitig nicht den metallischen Kontakt
zwischen Bodenplatte und Kühlkörperfläche verhindern. Die Wärmeleitpaste sollte so gewählt werden, dass
sie dauerelastische Eigenschaften aufweist um einen gleichbleibend guten Wärmeübergangswiderstand
sicher zu stellen. Die Paste sollte so aufgebracht werden, dass beim Auftragen keine Schraubenlöcher
zugesetzt und damit Anzugsmomente verfälscht werden können.
Handelsübliche Roller oder feine Zahnspachtel können zum Auftrag der Wärmeleitpaste benutzt werden.
Dabei sollte eine gleichmäßige Schichtdicke der Wärmeleitpaste von typischerweise 50 µm -100 µm auf der
Bodenplatte des Moduls aufgetragen werden.
Das manuelle Aufbringen von Wärmeleitpaste mit einer konstanten Schichtdicke im µm-Bereich ist
naturgemäß problematisch. Der Auftrag ist gewöhnlich hinreichend, wenn beim Anziehen des Moduls eine
geringe Menge überschüssiger Wärmeleitpaste unter dem Modul umlaufend seitlich hervor gepresst wird
(siehe Bild 16).
Für die Qualifikation und Verifikation des Montageprozesses sollten in einem geeigneten Test die thermischen
Werte des Moduls überprüft werden.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Schichtdicke der Wärmeleitpaste nach dem Auftragen mit Hilfe eines
Nassfilmkamms zu prüfen.
11
Application Note AN 2007-09-V2.0
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Montagehinweise PressFIT
Als Leitfaden für das benötigte Volumen an Wärmeleitpaste für eine homogene Schichtdicke von 100 µm
ergibt sich für das Econo3 Modul mit einer Bodenplattengröße von 62 mm * 122 mm ein Volumen von
3
V=0,76 cm . Für Econo2 Module mit einer Bodenplattengröße von 45 mm * 107,5 mm ergibt sich ein Volumen
3
von V=0,48 cm . Dieses Volumen kann aus einer Spritze oder Tube abgemessen und aufgetragen werden.
Bild 16: Montiertes EconoPIM™ Modul mit seitlich austretender Wärmeleitpaste
Empfehlenswert ist der Auftrag von Wärmeleitpaste im Siebdruckverfahren. Mit diesem Verfahren ist neben
einer dem Modul individuell angepassten optimierten Wäremeleitpastenverteilung auch ein optimierter und
reproduzierbarer Auftrag der Schichtdicke möglich.
Weitere Hinweise zur Anwendung von Siebdruckschablonen zum Auftrag von Wärmeleitpaste finden Sie in
der Application Note „AN2006-02 Anwendung von Siebdruckschablonen“.
6
Schrauben für die Modulmontage auf dem Kühlkörper
Es werden DIN M5 Schrauben die mindestens einer Festigkeitsklasse 6,8 entsprechen, z.B. nach DIN 912
(ISO4762), ISO 7380, DIN 6912, DIN 7984 in Kombination mit einer geeigneten Unterleg- und Federscheibe,
z.B. nach DIN 433 oder DIN 125 oder komplette Kombischrauben, für die Modulmontage empfohlen.
Die in den Econo Datenblättern angegebenen Luft- und Kriechstrecken spezifizieren die am unmontierten und
nicht kontaktierten Modul auftretenden kürzesten Luft- und Kriechstrecken.
Bei der Auswahl geeigneter M5 Schrauben, Unterlegscheiben und Federscheiben für die Modulmontage wird
empfohlen die daraus resultierenden Luft- und Kriechwege zwischen dem Lastanschluss und dem
nächstgelegenen Schraubenkopf bzw. Unterlegscheibe während der Entwicklungsphase gemäß gültigen
Normen entsprechend zu berücksichtigen.
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Application Note AN 2007-09-V2.0
November 2012
Montagehinweise PressFIT
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Modulmontage auf dem Kühlkörper
Die Modulmontage muss innerhalb der zulässigen Modultoleranzen erfolgen.
Modulinformationen und Zeichnungen sind aus den jeweiligen Datenblättern zu entnehmen.
Weiterführende
Die aus dem Anschraubprozess resultierende Anpresskraft des Moduls auf den Kühlkörper richtet sich nach
dem verwendeten Drehmoment und der Beschaffenheit des Kühlermaterials. Für Stahlschrauben in
Aluminiumkühlkörpern ergeben sich für M5 Gewinde hieraus im trockenen Gewinde bei damit typischen
Reibwerten von µG=0,2…µG=0,25 (µG=Reibungskoeffizient Gewinde in Kühlkörper) die im Datenblatt
spezifizierten Drehmoment - Werte von
Mmin=3 Nm bis Mmax=6 Nm.
Die Modulbefestigungsschrauben sind gleichförmig in der empfohlenen Reihenfolge mit dem spezifizierten
Drehmoment anzuziehen (siehe Bild 17).
Andere Materialkombinationen von Schrauben- und/oder Kühlermaterial erfordern ggf. eine Anpassung der
mechanischen Parameter.
Für einen guten thermischen Kontakt zum Kühlkörper wird das folgende Vorgehen beim Anziehen der
Befestigungsschrauben M5 empfohlen.
1. Modul mit der aufgetragenen Wärmeleitpaste auf den Kühlkörper auflegen und mit zwei Schrauben das
Econo2 und vier Schrauben das Econo3 Modul fixieren.
2. Schrauben mit 0,5 Nm (handfest) beim Econo2 und 3 (über Kreuz beim Econo3) in der folgenden Sequenz
fixieren
Schraube Nr. 1 – 2 ( Econo2 )
Schraube Nr. 1 – 2 – 3 – 4 ( Econo3 )
3. Schrauben mit 3 Nm – 6 Nm in der gleichen Sequenz (über Kreuz bein Econo3) anziehen
Schraube Nr. 1 – 2 ( Econo2 )
Schraube Nr. 1 – 2 – 3 – 4 ( Econo3 )
In Abhängigkeit von der Viskosität der verwendeten Wärmeleitpaste kann bei hoher Viskosität ein zusätzlicher
Zwischenschritt 2.a. erforderlich sein, um der Wärmeleitpaste die Möglichkeit zu geben, während des
Anschraubens auf dem Kühlkörper zu fließen und sich der Modulbodenplatten- und Kühlkörperkontur
anzupassen. Nach einer entsprechenden Wartezeit, abhängig von der verwendeten Wärmeleitpaste ist dann
der Schritt 3 auszuführen.
2.a. Schrauben mit ca. 2 Nm in der gleichen Sequenz (über Kreuz beim Econo3) anziehen
Schraube Nr. 1 – 2 ( Econo2 )
Schraube Nr. 1 – 2 – 3 – 4 ( Econo3 )
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Application Note AN 2007-09-V2.0
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Montagehinweise PressFIT
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1
3
4
2
Econo2
Econo3
Bild 17: Anschraubsequenz zur Modulmontage
Bei der Verwendung von Wärmeleitpaste kann es in Abhängigkeit der Beschaffenheit der Paste erforderlich
sein, die Anzugsdrehmomente der Befestigungsschrauben nach einem Wärmelauf auf ihren korrekten Wert
hin zu überprüfen. Bei Verwendung von Wärmeleitfolien anstelle von Wärmeleitpaste wird empfohlen diesen
zusätzlichen
Kontrollschritt
unbedingt
durchzuführen.
Die
angegebenen
Drehmomente
und
Verarbeitungshinweise gelten bei der Verwendung von Wärmeleitpaste. Eigene Versuche und Messungen mit
der vorgesehen Wärmeleitfolie sind hier unumgänglich!
Der thermische Kontakt und die Langzeitstabilität der verwendeten Wärmeleitpaste bzw. Wärmeleitfolie sind
bei der Auswahl zu berücksichtigen. Beides sollte mit dem Hersteller diskutiert werden.
8
Lagerung / Einsatz und Transport von IGBT Modulen
Während des Transportes und der Lagerung des Moduls sind extreme Kräfte durch Schock oder
Vibrationsbelastung genauso zu vermeiden wie extreme Umwelteinflüsse.
Die Lagerung der Module an den im Datenblatt spezifizierten Temperaturgrenzen wird nicht empfohlen.
Die empfohlene Lagerzeit von max. 2 Jahren sollte mit den in der Application Note TR14 genannten
Lagerbedingungen erfolgen.
Max. Lufttemperatur: TmaxLuft=+40°C
Min. Lufttemperatur: TminLuft=+5°C
Max. rel. Luftfeuchtigkeit: φmax=75%
Min. Rel. Luftfeuchtigkeit: φmin=10%
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Application Note AN 2007-09-V2.0
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Montagehinweise PressFIT
Ein Vortrocknen des Gehäuses vor dem Einpressprozess, wie er bei eingespritzten diskreten Bauteilen (z.B.
Mikrocontroller, TO-Gehäusen, etc.) empfohlen wird, ist bei der PressFIT Modulen nicht erforderlich.
Econo Module sind nicht hermetisch dicht. Die Gehäuse und der für die elektrische Isolierung verwendete
einschichtige Verguss im Modul sind durchlässig für Feuchte und Gase in beiden Richtungen.
Feuchteunterschiede können daher in beiden Richtungen ausgeglichen werden.
Econo Module von Infineon sind im aktiven, stromführenden Betrieb für klimatische Bedingungen gemäß
EN60721-3-3 mit der Klassifizierung der Umweltbedingungen für ortsfesten Einsatz nach Klasse 3K3
spezifiziert.
Feuchteeinwirkung auf die Module z.B. durch Betauung und oder Kondensierung sowie klimatische
Bedingungen die über die Klasse 3K3 der EN60721-3-3 hinausgehen, müssen für jeden Einsatzfall im Betrieb
durch zusätzliche Maßnahmen vermieden werden.
Generell gilt, Betauung, Niederschlag, Vereisung und Schadgase im Betrieb, Lagerung und während dem
Transport sind nicht zulässig.
9
Demontage
Die Demontage des eingepressten Moduls erfolgt mit den entsprechenden Hilfswerkzeugen (siehe Bild 18).
Die Leiterkarte wird mit dem eingepressten Modul in die entsprechende Vorrichtung ( Schale ) gelegt (siehe
Bild 19). Mit der Ausdrückplatte wird dann auf die durchgepressten Pins, die durch die Leiterkarte ragen, eine
Kraft ausgeübt. Die Montagewerkzeuge müssen parallel zueinander sein, damit die einzelnen Komponenten
wie Leiterkarte und Modul nicht beschädigt werden. Das Modul fällt in die Schale und ist von der Leiterkarte
getrennt. Bei dem Leiterkartendesign sind die Abmessungen des Auspresstools zu berücksichtigen damit die
platzierten Bauteile um das Modul wie auch eventuell in dem Hohlraum zwischen Deckel und Leiterkarte nicht
beschädigt werden können.
In der Tabelle 3 sind die mittleren Auspresskräfte für den kleinen wie auch den großen
Leiterkartenlochdurchmesser pro Pin aufgeführt.
Lochdurchmesser
typische Auspresskräfte
pro Pin
2,14 mm ( min. )
59 N
2,29 mm ( max. )
64 N
Tabelle 3: mittlere Auspresskräfte
15
Application Note AN 2007-09-V2.0
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Montagehinweise PressFIT
Bild 18: Auspresswerkzeug vom Econo2/3 Modul
montierte Auspressvorrichtung
Einlegen der PCB mit Modul
Bild 19: Auspressvorgang eines Econo3 Moduls
16
Herauspressen des Moduls
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