SKiiP® Technologie

Langlebigkeit und hohe Lastwechselfestigkeit

Die von Semikron Danfoss 1992 eingeführte SKiiP Technologie ist eine spezielle Druckkontakttechnologie mit Vorteilen in der Leistungsdichte, Lebensdauer, Zuverlässigkeit und bei den Kosten. Wichtigstes Merkmal ist das Fehlen einer Bodenplatte. Das DBC-Substrat, auf dem die Chips montiert sind, wird durch Ausformungen im Gehäuse oder durch strukturierte Druckelemente zwischen den Chips flächig an den Kühlkörper gepresst.

SKiiP Technologie im MiniSKiiP

Hauptvorteil dieser Aufbautechnologie ist, dass keine stoffschlüssige Verbindung zwischen DBC-Substrat (thermischer Ausdehnungskoeffizient 4...7·10-6/K) und Cu-Bodenplatte (thermischer Ausdehnungskoeffizient ca. 17,5·10-6/K) in Form einer großflächigen Lötung existiert. Damit werden lebensdauerrelevante mechanische Spannungen zwischen Bodenplatte und DBC-Substrat vermieden, die in konventionellen Modulen durch 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 dadurch eine höhere Leistungsdichte erzielbar. Das Eliminieren des thermomechanischen Stresses zwischen Bodenplatte und DBC-Substraten ermöglicht es auch, sehr große Substrate anstatt mehrerer kleiner Substrate zu verwenden, die auf eine gemeinsame Grundpatte gelötet und durch zusätzliche Elemente verbunden sind.

Die SKiiP Technologie wird von Semikron Danfoss in verschiedenem Produktgruppen eingesetzt und mit unterschiedlichen Leistungs- und Steueranschlussverbindungen kombiniert.

Kontakttechnologie von Leistungs- und Steueranschlüssen

Produktgruppe

  • SKiiP
  • SKiM 4
  • SKiM 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 (z. B. SKiiP 4, SKiM 93) sind die Lastanschlüsse mit sandwichartig angeordneten, niederinduktiven Stromschienen ausgeführt. Eine Fingerstruktur auf den Stromschienen dient sowohl als symmetrischer elektrischer Kontakt der einzelnen IGBT- und Diodenchips als auch als gleichmäßiges Druckelement zwischen den DBC-Substraten und dem Kühlkörper.

Aufbau der SEMIKRON Druckkontaktsysteme für SKiiP 4 und SKiM 93

Im Unterschied dazu ist das SPRiNG System der MiniSKiiP Produkte an den Einsatz auf Leiterplatten angepasst. Der Andruck des DBC-Substrates an den Kühlkörper erfolgt zum größten Teil durch Federn, die gleichzeitig die elektrischen Kontakte zur Leiterplatte realisieren. Die Planarität der Leiterplatte über den Kontakten wird durch einen formstabilen Deckel gewährleistet. Die notwendige Anspresskraft zwischen Deckel, Leiterplatte, Modul und Kühlkörper wird durch Festziehen der Montageschraube(n) erreicht.

Federkontakt-Drucksystem im MiniSKiiP