德國(guó)原裝控制單元適配器6SL3040-0PA00-0AA1 德國(guó)原裝控制單元適配器6SL3040-0PA00-0AA1 
控制單元適配器 CUA31 用于功率模塊 PM340/PM240-2 

　功率模塊的封裝外形各式各樣，新的封裝形式日新月異，一般按管芯或芯片的組裝工藝及安裝固定方法的不同，主要分為壓接結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)、直接敷銅DBC基板結(jié)構(gòu)，所采用的封裝形式多為平面型以及，存在難以將功率芯片、控制芯片等多個(gè)不同工藝芯片平面型安裝在同一基板上的問(wèn)題。為開(kāi)發(fā)高性能的產(chǎn)品，以混合IC封裝技術(shù)為基礎(chǔ)的多芯片模塊MCM封裝成為目前主流發(fā)展趨勢(shì)，即重視工藝技術(shù)研究，更關(guān)注產(chǎn)品類型開(kāi)發(fā)，不僅可將幾個(gè)各類芯片安裝在同一基板上，而且采用埋置、有源基板、疊層、嵌入式封裝，在三維空間內(nèi)將多個(gè)不同工藝的芯片互連，構(gòu)成完整功能的模塊。

　　壓接式結(jié)構(gòu)延用平板型或螺栓型封裝的管芯壓接互連技術(shù)，點(diǎn)接觸靠?jī)?nèi)外部施加壓力實(shí)現(xiàn)，解決熱疲勞穩(wěn)定性問(wèn)題，可制作大電流、高集成度的功率模塊，但對(duì)管芯、壓塊、底板等零部件平整度要求很高，否則不僅將增大模塊的接觸熱阻，而且會(huì)損傷芯片，嚴(yán)重時(shí)芯片會(huì)撕裂，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、比較笨重，多用于晶閘管功率模塊。 焊接結(jié)構(gòu)采用引線鍵合技術(shù)為主導(dǎo)的互連工藝，包括焊料凸點(diǎn)互連、金屬柱互連平行板方式、凹陷陣列互連、沉積金屬膜互連等技術(shù)，解決寄生參數(shù)、散熱、可靠性問(wèn)題，目前已提出多種實(shí)用技術(shù)方案。例如，合理結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計(jì)二次組裝已封裝元器件構(gòu)成模塊；或者功率電路采用芯片，控制、驅(qū)動(dòng)電路采用已封裝器件，構(gòu)成高性能模塊；多芯片組件構(gòu)成功率智能模塊。 DBC基板結(jié)構(gòu)便于將微電子控制芯片與高壓大電流執(zhí)行芯片密封在同一模塊之中，可縮短或減少內(nèi)部引線，具備更好的熱疲勞穩(wěn)定性和很高的封裝集成度，DBC通道、整體引腳技術(shù)的應(yīng)用有助于MCM的封裝，整體引腳無(wú)需額外進(jìn)行引腳焊接，基板上有更大的有效面積、更高的載流能力，整體引腳可在基板的所有四邊實(shí)現(xiàn)，成為MCM功率半導(dǎo)體器件封裝的重要手段，并為模塊智能化創(chuàng)造了工藝條件。

　　MCM封裝解決兩種或多種不同工藝所生產(chǎn)的芯片安裝、大電流布線、電熱隔離等技術(shù)問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)工藝和設(shè)備的要求很高。MCM外形有側(cè)向引腳封裝、向上引腳封裝、向下引腳封裝等方案。簡(jiǎn)而言之，側(cè)向引腳封裝基本結(jié)構(gòu)為DBC多層架構(gòu)，DBC板帶有通道與整體引腳，可閥框架焊于其上，引線鍵合后，焊上金屬蓋完成封裝。向上引腳封裝基本結(jié)構(gòu)也采用多層DBC，上層DBC邊緣留有開(kāi)孔，引腳直接鍵合在下層DBC板上，可閥框架焊于其上，引線鍵合后，焊上金屬蓋完成封裝。向下引腳封裝為單層DBC結(jié)構(gòu)，銅引腳通過(guò)DBC基板預(yù)留通孔，直接鍵合在上層導(dǎo)體銅箔的背面，可閥框架焊于其上，引線鍵合、焊上金屬蓋完成封裝。

　故障電流的檢測(cè)可以作如下劃分：

　　1)過(guò)電流 可在①~⑦點(diǎn)檢測(cè)；

　　2)橋臂直通短路 可在①~④和⑥~⑦點(diǎn)檢測(cè)；

　　3)負(fù)載短路 可在①~⑦點(diǎn)檢測(cè)；

　　4)對(duì)地短路 可在①、③、⑤、⑥點(diǎn)檢測(cè)，或通過(guò)汁算①與②點(diǎn)電流之差而得到。

　　原則上，控制短路電流要求快速的保護(hù)措施，以在驅(qū)動(dòng)電路的輸出端實(shí)現(xiàn)直接控制，原因是在短路發(fā)生后功率模塊必須在lOμs之內(nèi)關(guān)閉。為此，故障電流可以在檢測(cè)點(diǎn)③、④、⑥和⑦處檢測(cè)。

　　在①~⑤點(diǎn)的測(cè)量可以通過(guò)測(cè)量分流器或感應(yīng)式電流變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　3.1.1 測(cè)量用分流器

　　1)測(cè)量方法簡(jiǎn)單；

　　2)要求低電阻(1O~lOOmΩ)、低電感的功率分流器；

　　3)測(cè)量信號(hào)對(duì)干擾高度靈敏；

　　4)測(cè)量信號(hào)不帶電位隔離。

　　3．1．2 測(cè)量用電流互感器

　　1)遠(yuǎn)較分流器復(fù)雜；

　　2)與分流器相比較，測(cè)量信號(hào)不易受干擾；

　　3)測(cè)量值已被隔離。

　　在測(cè)試點(diǎn)⑥和⑦，故障電流的檢測(cè)可以直接在IGBT或MOSIEET的端子處進(jìn)行。在這里，保護(hù)方法可以是vCEsat或vDS（os）檢測(cè)(間接測(cè)暈)，或者是鏡像電流槍測(cè)。后者采用一個(gè)傳感器一小部分的檢測(cè)IGBT單元的辦法來(lái)反映主電流(直接測(cè)量)。圖8給出了原理電路圖。

　　3.1.3 用鏡像ICBT來(lái)檢測(cè)電流

　　在一個(gè)鏡像IGBT中，一小部分的ICBT單元和一個(gè)用于檢測(cè)的發(fā)射極電阻相結(jié)合，且并聯(lián)于主IGBT的電流臂上。一旦導(dǎo)通的集電極電流通過(guò)測(cè)量電阻，便可以獲得其信息。在Rsense=0時(shí)，兩個(gè)發(fā)射極之間的電流比等于理想值，為鏡像IGBT單元數(shù)與總單元數(shù)之比。如果Rsense增大，則測(cè)量電路中導(dǎo)通的電流將因測(cè)量信號(hào)的反饋而減小。