浅谈智能功率模块 (IPM)标准体系

正确理解产品的标准体系,对了解产品特性,指导系统设计用足产品特性,符合规范很有帮助,熟悉标准的工程师会在系统设计中更游刃有余。不同于IGBT等分立器件产品,智能功率模块 (IPM)是半导体的一种封装形式,通过内部芯片并联实现更大的标称电流,或设计成应用所需要的电路拓扑结构。它除了要符合半导体体系标准外,也需要符合应用系统的安全标准。针对特定应用开发的产品也要参照系统标准。在整个产品标准体系中,有JEDEC,IEC,MIL等;在特定的应用领域,也有国家标准和行业标准。

      模块标准体系——IEC:
      IEC是指国际电工委员会。它成立于1906年,是世界上成立最早的国际性电工标准化机构,负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。半导体器件属于TC47技术委员会,IGBT单管和模块属于SC47E分立半导体。这里分立半导体是区别于集成电路,也包括功率模块。

      IEC60747系列标准规定了HTRB,H3TRB,PC和TST等可靠性实验的测试标准,IGBT器件遵守的标准为IEC60747-9 Semiconductor devices-Part 9 Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs), IEC60747-9对应的国标是GB/T 29332—2012半导体器件分立器件,其中第9部分:绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
     功率模块 (IPM)所遵守标准是IEC60747-15 Discrete semiconductor devices-15 Isolated power semiconductor devices。


机械和气候试验方法标准适用标准为IEC60749 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods,对应的国标是GB/T 4937.1半导体器件机械和气候试验方法。

      在汽车行业中,有两份相关标准为业内人士熟知:
     汽车级分立半导体应力测试方法,由汽车电子委员会(AEC) 制定,标准名为AEC-Q101 STRESS TEST QUALIFICATION FOR AUTOMOTIVE GRADE DISCRETE SEMICONDUCTORS。
     汽车用功率模块验证规范,2018年4月由 ECPE 欧洲电力电子研究网络发布,标准名为AQG 324 Qualification of Power Modules for Use in Power Electronics Converter Units (PCUs) in Motor Vehicles,它前身是LV324,由汽车行业的厂商代表编制,包括奥迪,BMW,戴姆勒,保时捷,大众等。

     功率模块通过UL安全认证,执行的标准是UL 1557, Standard for Electrically Isolated Semiconductor Devices。


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