IGBT｜基礎篇
什麼是IGBT IPM（Intelligent Power Module）? IGBT IPM實例：封裝
2025.04.18
重點
・以實際的IPM產品為例，介紹了封裝類型、外形尺寸、引腳配置、印標和散熱器安裝方法等內容。
本文將為大家介紹IGBT IPM的封裝。與上一篇中的範例一樣，在本文中我們也以ROHM第3代IGBT IPM“BM6337xS-xx/BM6357x-xx系列”為例進行介紹。
IGBT IPM實例：封裝
BM6337xS-xx/BM6357x-xx系列分HSDIP25和HSDIP25VC兩種引腳形狀。HSDIP25為加長型產品（尾碼：-VA），HSDIP25VC為控制側交錯型產品（尾碼：-VC）。兩者的封裝尺寸（不包括引腳）均為38.0mm×24.0mm×3.5mm。另外，兩者的引腳數量均為25個。下面分別介紹其外形尺寸、引腳配置、印標和散熱器的安裝方法。
外形尺寸圖：HSDIP25（加長型，尾碼：-VA）*按一下尺寸圖即可放大。
外形尺寸圖：HSDIP25（控制側交錯型，尾碼：-VC）
引腳配置
兩種封裝的引腳配置和引腳數量相同。下面是引腳編號對應的符號和功能一覽表。
| 引腳編號 | 符號 | 功能 |
|---|---|---|
| 1 | NC | 無連接（GND電位） |
| 2 | VBU | U相浮動控制電源 |
| 3 | VBV | V相浮動控制電源 |
| 4 | VBW | W相浮動控制電源 |
| 5 | HINU | U相高側IGBT控制輸入 |
| 6 | HINV | V相高側IGBT控制輸入 |
| 7 | HINW | W相高側IGBT控制輸入 |
| 8 | HVCC | HVIC控制電源 |
| 9 | GND | 接地（注1） |
| 10 | LINU | U相低側IGBT控制輸入 |
| 11 | LINV | V相低側IGBT控制輸入 |
| 12 | LINW | W相低側IGBT控制輸入 |
| 13 | LVCC | LVIC控制電源 |
| 14 | FO | 警報輸出 |
| 15 | CIN | 短路電流觸發電壓檢測 |
| 16 | GND | 接地（注1） |
| 17 | VOT | 溫度輸出 |
| 引腳編號 | 符號 | 功能 |
|---|---|---|
| 18 | NW | W相低側IGBT射極 |
| 19 | NV | V相低側IGBT射極 |
| 20 | NU | U相低側IGBT射極 |
| 21 | W | W相輸出 |
| 22 | V | V相輸出 |
| 23 | U | U相輸出 |
| 24 | P | 逆變電源 |
| 25 | NC | 無連接（注2） |
注1：GND引腳包括9號和16號兩個引腳，但由於它們是在IPM內部連接的，因此從外部僅連接其中一個引腳（建議使用16號），另一個引腳在開路狀態下使用。
注2：IPM內部沒有電氣連接。
印標
下面是印標的位置和含義。印標位於散熱器反面，也就是底（BOTTOM）部。
絕緣距離
絕緣距離（電氣間隙和爬電距離）如下：
| 項目 | 電氣間隙[mm] | 爬電距離[mm] |
|---|---|---|
| 充電單元不同電極引腳之間 | 2.50 | 3.00 |
| 引腳與散熱器之間 | 1.45 | 1.50 |
散熱器的安裝方法
將IPM安裝在散熱器上時，如果擰緊力矩超過規定值或非常不均勻，會對IPM內部的晶片和陶瓷散熱表面施加應力，從而可能導致損壞、開裂或劣化。
下圖左側給出了擰緊順序。擰緊時，用扭力起子擰緊至規定力矩。請將預緊力矩設置為規定最大值的20～30%。
使用前請在IPM散熱面與散熱器之間的接觸面上均勻地塗敷厚度約為100µm～200µm的導熱性能良好的潤滑脂。需要使用在工作溫度範圍內不會變質、且品質和性能不會隨時間的推移而變化的潤滑脂。請確保沒有異物進入IPM與散熱器之間的接觸面。
建議塗敷潤滑脂後直接將IPM擰固定在散熱器上。當在IPM散熱面和散熱器之間夾有散熱片時，如果片材的厚度和彈性模量不當，會給IPM內部的晶片和陶瓷散熱表面施加應力，從而可能會導致損壞、開裂或劣化。使用散熱片時，需要充分評估後再使用，如下圖右側所示，請確保IPM印標面不會向+側翹曲。
下方是擰緊力矩和外接散熱器平面度的規格值。
| 項目 | 規格值 | 單位 | 條件 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 最小 | 標準 | 最大 | |||
| 擰緊力矩強度 | 0.59 | 0.69 | 0.78 | N･m | 安裝螺釘M3注1，推薦值0.69N･m |
| 外接散熱器平面度 | -50 | – | +100 | µm | 參考“外接散熱器平面度測量位置”圖示 |
注1：安裝螺釘時需要使用平墊圈（推薦：JIS B1256）。
為了獲得最佳散熱效果，需要讓其接觸面積盡可能大，讓接觸熱阻盡可能小。IPM安裝面對應的外接散熱器的平面度（翹曲/凹凸）應如下圖所示。
“IGBT IPM實例：封裝”相關的文章一覽
【下載資料】 成功實現功率元件熱設計的4大步驟
IGBT、SiC、GaN 等次世代功率元件一旦使用不當會導致意想不到的不良或降低可靠性，嚴重時可能會因為市場不良導致召回。其中重要的是直接影響可靠性的熱設計。
為此，羅姆準備了一系列的應用筆記，匯總了與熱設計相關的資訊，將有助於提高設備可靠性，減少設計返工。本白皮書將介紹其中的部分應用筆記。