水冷板暫態熱阻量測分析

前言

電力電子技術發展至今已經有數十年之久，能源轉換效率不斷提升，特別是功率金氧半場效電晶體 (Power MOSFET) 及絕緣式閘極雙極性電晶體 (Insulated Gated Bipolar Transistor; IGBT) 的發展，其中以 EV / HEV 車用成長趨勢最為顯著。高功率模組由於應用環境嚴苛，模組封裝的可靠度問題非常嚴重，而影響可靠度的主要原因之一即來自於散熱的問題。本案例將測試應用在 IGBT 模組散熱的水冷板性能分析。

測試需求

下圖為市售水冷板產品的數據表上取得之「熱阻與壓差對應流量」關係圖。本次量測目標分析水冷板樣品的暫態熱阻結果。並配合客戶的散熱系統做多點測試，繪製出客戶所需的「熱阻對應流速」(紫色曲線) 圖形。

T3Ster 熱阻量測架設：水冷板端

測試結果

IGBT 元件本身熱阻

水冷板熱阻

結論

• 本次量測結果證明，在我司實驗室可以透過 T3Ster 的量測，來分析出水冷板樣品的暫態熱阻結果。
• 亦可搭配客戶的散熱系統做多點測試，並繪製出客戶所需的「熱阻對應流速」的圖形。

補充資料

除了可以透過 T3Ster 實際量測的方式取得水冷板的暫態熱阻結果。也可以透過 Simcenter Flotherm XT 熱模擬的方式了解水冷板內部的壓力變化及流動行為，如下圖：

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