DIN EN 60747-15-2012 Semiconductor devices - Discrete devices - Part 15 Isolated power semiconductor devices (IEC 60747-15 2010) German version EN 60747-15 2012《分立半导体器件 第15部分 独立电力半.pdf

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1、August 2012DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 3

2、1.080.01!$|“1899895www.din.deDDIN EN 60747-15Halbleiterbauelemente Einzel-Halbleiterbauelemente Teil 15: Isolierte Leistungshalbleiter (IEC 60747-15:2010);Deutsche Fassung EN 60747-15:2012Semiconductor devices Discrete devices Part 15: Isolated power semiconductor devices (IEC 60747-15:2010);German

3、version EN 60747-15:2012Dispositifs semi-conducteurs Dispositifs discrets Partie 15: Dispositifs de puissance semiconducteurs isols (CEI60747-15:2010);Version allemande EN 60747-15:2012Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 60747-15:2004-08Siehe Anwendungsbegin

4、nwww.beuth.deGesamtumfang 28 SeitenDIN EN 60747-15:2012-08 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-01-20 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2012-08-01. Fr DIN EN 60747-15:2004-08 gilt eine bergangsfrist bis zum 2014-01-20. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Ent

5、wurf: E DIN IEC 60747-15:2007-06. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium UK 631.1 Einzel-Halbleiterbauelemente“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 47E Discrete semiconduct

6、or devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des

7、Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die

8、 Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergi

9、bt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. nderungen Gegenber DIN EN 60747-15:2004-08 wurden folge

10、nde nderungen vorgenommen: a) Abschnitte 3, 4 und 5 wurden berarbeitet und teilweise mit anderen neu gefasst. b) Abschnitte 6 und 7 wurden berarbeitet und als Teil der Messverfahren neu gegliedert. c) Abschnitt 8 wurde ergnzt und berarbeitet. d) Anhnge C und D und die Literaturhinweise sind entfalle

11、n. Frhere Ausgaben DIN EN 60747-15: 2004-08 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60747-15 Mrz 2012 ICS 31.080.99 Ersatz fr EN 60747-15:2004Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Einzel-Halbleiterbauelemente Teil 15: Isolierte Leistungshalbleiter (IEC 60747-15:2010) Semiconductor devi

12、ces Discrete devices Part 15: Isolated power semiconductor devices (IEC 60747-15:2010) Dispositifs semi-conducteurs Dispositifs discrets Partie 15: Dispositifs de puissance semiconducteurs isols (CEI 60747-15:2010) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2011-01-20 angenommen. Die CENELEC-Mitglie

13、der sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen An

14、gaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in se

15、ine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Isl

16、and, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr E

17、lektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2012 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern

18、 von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60747-15:2012 DDIN EN 60747-15:2012-08 EN 60747-15:2012 2 Vorwort Der Text des Dokuments 47E/403/FDIS, zuknftige 2. Ausgabe der IEC 60747-15, erarbeitet vom SC 47E Discrete semiconductor devices“ des IEC/TC 47 Semiconductor devices“, wurde zur parallelen IEC-CEN

19、ELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als EN 60747-15:2012 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2012-09-16 sptestes Datum, z

20、u dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2014-01-20 Diese Europische Norm ersetzt EN 60747-15:2004. Gegenber EN 60747-15:2004 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Abschnitte 3, 4 und 5 wurden berarbeitet und teilweise mit anderen neu gefasst. b) Abschn

21、itte 6 und 7 wurden berarbeitet und als Teil der Messverfahren neu gegliedert. c) Abschnitt 8 wurde ergnzt und berarbeitet. d) Anhnge C und D und die Literaturhinweise sind entfallen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC un

22、d/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. _ Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60747-15:2010 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literat

23、urhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 60112 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60112. IEC 61287-1:2005 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61287-1:2006 (nicht modifiziert). _ DIN EN 60747-15:2012-08 EN 60747-15:2012 3 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4

24、 2 Normative Verweisungen .4 3 Begriffe .4 4 Formelzeichen6 4.1 Allgemeines6 4.2 Zustzliche Indizes/Symbole6 4.3 Liste der Formelzeichen.6 5 Wesentliche Bemessungswerte (Grenzwerte) und Kennwerte .7 5.1 Allgemeines7 5.2 Bemessungswerte (Grenzwerte)7 5.3 Kennwerte 8 6 Messverfahren10 6.1 Nachweis der

25、 Bemessungs-Isolationsspannung zwischen Anschlssen und Grundplatte (Uisol) 10 6.2 Messverfahren11 7 Annahme und Zuverlssigkeit17 7.1 Allgemeine Anforderungen.17 7.2 Liste der Dauerprfungen 17 7.3 Annahmebestimmende Kriterien17 7.4 Typprfungen und Stckprfungen18 Anhang A (informativ) Prfverfahren fr

26、den Gehusegrenzstrom 20 Anhang B (informativ) Messverfahren fr die Schichtdicke von Wrmeleitpasten .23 Literaturhinweise 24 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen25 Bild 1 Grundschaltung fr die Prfung der Isolat

27、ionsspannung (Hochspannungsprfung“) mit Uisol10 Bild 2 Schaltbild fr die Messung der parasitren Induktivitten (Lp) .12 Bild 3 Wellenformen 13 Bild 4 Schaltbild fr die Messung der parasitren Kapazitt Cp14 Bild 5 Querschnitt eines isolierten Leistungs-Bauelements mit Bezugspunkten fr die Messung der T

28、emperaturen Tcund Ts.15 Bild A.1 Prfschaltung fr den Gehusegrenzstrom ICNR.20 Bild B.1 Beispiel einer Messlehre fr eine Wrmeleitpaste mit einer Schichtdicke zwischen 5 m und 150 m 23 Tabelle 1 Dauerprfungen.17 Tabelle 2 Annahmebestimmende Kennwerte fr Dauer- und Zuverlssigkeitsprfungen17 Tabelle 3 M

29、indest-Typ- und Stckprfungen fr isolierte Leistungs-Halbleiterbauelemente18 DIN EN 60747-15:2012-08 EN 60747-15:2012 4 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von IEC 60747 enthlt die Anforderungen fr isolierte Leistungs-Halbleiterbauelemente, ausge-nommen Bauelemente mit eingebauter Steuerschaltung. Diese

30、Anforderungen gelten zustzlich zu den in anderen Teilen von IEC 60747 fr nicht isolierte Leistungs-Halbleiterbauelemente angegeben Anforderungen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in

31、 Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60270, High-voltage test techniques Partial discharge measurements IEC 60664-1:2007, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems

32、Part 1: Principles, requirements and tests IEC 60721-3-3:1994, Classification of environmental conditions Part 3-3: Classification of groups of environmental parameters and their severities Stationary use at weather protected locations IEC 60747-1:2006, Semiconductor devices Part 1: General IEC 6074

33、7-2, Semiconductor devices Discrete devices and integrated circuits Part 2: Rectifier diodes IEC 60747-6, Semiconductor devices Part 6: Thyristors IEC 60747-7, Semiconductor discrete devices and integrated circuits Part 7: Bipolar transistors IEC 60747-8, Semiconductor devices Part 8: Field effect t

34、ransistors IEC 60747-9, Semiconductor devices Discrete devices Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs) IEC 60749-5, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 5: Steady-state temperature humidity bias life test IEC 60749-6, Semiconductor devices Mechanical and climati

35、c test methods Part 6: Storage at high temperature IEC 60749-10, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 10: Mechanical shock IEC 60749-12, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 12: Vibration, variable frequency IEC 60749-15, Semiconductor devices Me

36、chanical and climatic test methods Part 15: Resistance to soldering temperature for through-hole mounted devices IEC 60749-21, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 21: Solderability IEC 60749-25, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 25: Temperatu

37、re cycling IEC 60749-34, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 34: Power cycling 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. DIN EN 60747-15:2012-08 EN 60747-15:2012 5 3.1 isoliertes Leistungs-Halbleiterbauelement Leistungs-Halbleiterbaueleme

38、nt, das zwischen der Khlflche oder der Grundplatte und allen gesonderten Schaltungselementen elektrisch isoliert ist 3.2 Bestandteile isolierter Leistungs-Halbleiterbauelemente 3.2.1 Schalter jedes einzelne Bauelement, das in einem Stromkreis eine Schaltfunktion erfllt, z. B. eine Diode, ein Thyrist

39、or, ein MOSFET usw. ANMERKUNG Ein Schalter kann eine parallele oder serielle Verbindung mehrerer Chips mit einer einzigen Funktio-nalitt sein. 3.2.2 Grundplatte Teil des Gehuses mit einer Khloberflche, das die Wrme aus dem Inneren nach auen bertrgt 3.2.3 Hauptanschluss Anschluss, der auf dem hohen P

40、otenzial des Leistungsstromkreises liegt und den Hauptstrom fhrt. Der Hauptanschluss kann mehr als einen Verbinder umfassen. 3.2.4 Steueranschluss Anschluss mit kleiner Stromtragfhigkeit fr Steuerfunktionen, an den uere Steuersignale angelegt werden oder von dem Fhlerparameter abgenommen werden 3.2.

41、4.1 Hochspannungs-Steueranschluss Anschluss, der mit einem isolierten Schaltungselement elektrisch verbunden ist, jedoch nur einen kleinen Strom fr die Steuerfunktion fhrt ANMERKUNG Dazu zhlen beispielsweise Strommesswiderstnde (shunts) und Hilfskollektoranschlsse, die das hohe Potenzial der Hauptan

42、schlsse besitzen. 3.2.4.2 Niederspannungs-Steueranschluss Anschluss mit einer Steuerfunktion, der von den Hochspannungs-Steueranschlssen isoliert ist ANMERKUNG Dazu zhlen beispielsweise die Anschlsse von isolierten Temperaturmessfhlern und Treibereingnge von isolierten Gates usw. 3.2.5 Isolierschich

43、t integriertes Teil des Bauelementgehuses, das alle Hochspannungsteile von der Khloberflche oder vom ueren Khlkrper und allen gesonderten Schaltungselementen isoliert 3.3 Gehusegrenzstrom Spitzenstrom, der unter festgelegten Bedingungen nicht zu einem Bersten des Gehuses und dem Heraus-schleudern vo

44、n Plasma und Masseteilchen fhrt 3.4 Wrmeleitmaterial Wrme leitendes Material zwischen der Grundplatte und dem ueren Khlkrper DIN EN 60747-15:2012-08 EN 60747-15:2012 6 4 Formelzeichen 4.1 Allgemeines Die allgemeinen Formelzeichen sind in IEC 60747-1:2006, Abschnitt 4, festgelegt. 4.2 Zustzliche Indi

45、zes/Symbole p parasitr t Anschluss isol Isolations- m Befestigungs- 4.3 Liste der Formelzeichen 4.3.1 Spannungen und Strme Anschluss(grenz)strom ItRMSIsolationsspannung UisolTeilentladungseinsetzspannung UiTeilentladungsaussetzspannung UeIsolationsleckstrom IisolGehusegrenzstrom (fr Dioden und Thyri

46、storen) IRSMCGehusegrenzstrom (fr IGBTs und MOSFETs) ICNR4.3.2 Mechanische Symbole Anzugsdrehmoment fr Schrauben zum Khlkrper MsAnzugsdrehmoment fr Schrauben an Anschlssen MtBefestigungskraft F Maximale Beschleunigung in allen 3 Achsen (x, y, z) a Masse m Ebenheit des Gehuses (Grundplatte) ecEbenhei

47、t der Khloberflche (Khlkrper) esRauigkeit des Gehuses (Grundplatte) RZcRauigkeit der Khloberflche (Khlkrper) RZsDicke des Wrmeleitmaterials (Gehuse Khlkrper) d(c-s)4.3.3 Weitere Symbole Gesamte maximale Verlustleistung je Schalter bei Tc= 25 C PtotParasitre Induktivitt, die zwischen den Anschlssen u

48、nd dem Chip wirksam ist (ist festzulegen) LpParasitre Kapazitt zwischen den Anschlssen und der Khloberflche (Gehuse, Grundplatte, Erde) CpLeitungswiderstand zwischen Anschluss x und zugehrigem Schalter x rxxDIN EN 60747-15:2012-08 EN 60747-15:2012 7 Temperatur des Anschlusses TtAnzahl der Lastzyklen, bis ein Ausfall des prozentualen Anteils p einer Bauelementegesamtheit auftritt Nf;p5 Wesentliche Bemessungswerte (Grenzwerte) und Kennwerte 5.1 Allgemeines Isolierte Leistungs-Halbleiterbauelemente sollten als gehusebezogene oder khlkrp