Langlebigkeit & hohe Lastwechselfestigkeit

Die von SEMIKRON 1992 vorgestellte SKiiP® Technologie ist eine spezielle Druckkontakttechnologie mit Vorteilen in Leistungsdichte, Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Kosten. Wichtigstes Merkmal ist die bodenplattenlose Konstruktion. Das DCB Substrat mit den Chips wird durch Ausformungen im Gehäuse oder durch strukturierte Druckelemente zwischen den Chips flächig an die Kühleinrichtung gepresst.

SKiiP Technologie im MiniSKiiP

Hauptvorteil dieser Aufbautechnologie ist, dass keine stoffschlüssige Verbindung zwischen DCB-Substrat (thermischer Ausdehnungskoeffizient 4...7·10-6/K) und Cu-Bodenplatte (thermischer Ausdehnungskoeffizient ca. 17,5·10-6/K) in Form einer großflächige Lötung existiert. Damit werden lebensdauerrelevante mechanische Spannungen zwischen Bodenplatte und DCB vermieden, wie sie in konventionellen Modulen bei Temperaturänderungen auftreten. Durch das Fehlen von Bodenplatte und unterer Lotschicht sinkt der thermische Widerstand zwischen Chip und Kühlkörper. Im Vergleich zu Bodenplattenmodulen ist im stationären Betrieb eine höhere Leistungsdichte erzielbar. Die Eliminierung des thermomechanischen Stresses zwischen Bodenplatte und Keramik ermöglicht es, für bodenplattenlose Module sehr große Keramiksubstrate einzusetzen, anstatt mehrere kleine Substrate, die auf eine gemeinsame Grundpatte gelötet sind, durch zusätzliche Verbindungselemente zu verschalten.

Die SKiiP®-Technologie wird von SEMIKRON in verschiedenem Produktgruppen eingesetzt und mit innerhalb des Moduls unterschiedlich kontaktierten Leistungs- und Steueranschlüssen kombiniert.

Kontakttechnologie von Leistungs- und Steueranschlüssen

Produktgruppe

  • SKiiP®
  • SKiM4
  • SKiM63/93
  • MiniSKiiP
  • SEMITOP, einige SEMIPONT

Leistungsanschlüsse

  • Druckkontakt
  • Lötkontakt
  • Druckkontakt
  • SPRiNG Federkontakt
  • Lötkontakt 

Steueranschlüsse

  • SPRiNG Federkontakt
  • SPRiNG Federkontakt
  • SPRiNG Federkontakt
  • SPRiNG Federkontakt
  • Lötkontakt

Innerhalb der Module (SKiiP4, SKiM63/96) sind die Hauptanschlüsse induktivitätsarm als Sandwich-Busbar ausgebildet. Über eine Fingerstruktur der Stromschienen wird sowohl eine symmetrische elektrische Kontaktierung der einzelnen IGBT- und Diodenchips als auch der gleichmäßige mechanische Andruck der DCB-Keramik an den Kühlkörper realisiert.

Aufbau der SEMIKRON Druckkontaktsysteme für SKiiP4 und SKiM63/93

Im Unterschied dazu ist das "SPRiNG" Federkontakt-Drucksystem der MiniSKiiP-Produkte an deren Einsatz auf Leiterplatten angepasst. Der Andruck der DCB-Keramik an den Kühlkörper erfolgt zum größten Teil durch Federn, die gleichzeitig die elektrischen Kontakte zur Leiterplatte realisieren, siehe Bild 3 Die Planarität der Leiterplatte über den Kontakten wird durch einen formstabilen "Deckel" gewährleistet, zwischen dem und der Kühleinrichtung mit dem Eindrehen der Montageschrauben die notwendige Anpresskraft aufgebaut wird.

Federkontakt-Drucksystem im MiniSKiiP