聊聊功率模塊面臨的高壓挑戰(zhàn)

隨著新能源汽車消費熱潮到來，車規(guī)功率半導體的需求不斷攀升。車規(guī)功率模塊面臨的挑戰(zhàn)之一就是高電壓。在高壓環(huán)境中由ECM（電化學遷移）、漏電流引起的損壞機制發(fā)生的更加頻繁，而更高壓也會引起新的難題，如AMP（陽極遷移現(xiàn)象）。

6月6日，ZESTRON 總部的Helmut Schweigart博士在受邀參加的IPC“可靠性之路”系列講座之《高壓-電動汽車電子硬件可靠性》研討會上提出，業(yè)內(nèi)在60V以內(nèi)電壓范圍內(nèi)有豐富的知識經(jīng)驗支持，到了400V，1200V應用，從業(yè)者正在冒險進入未知領(lǐng)域（如圖所示）。

圖|電子元件上的觸點間距/爬電間距要求

高電壓帶來的主要挑戰(zhàn)是產(chǎn)品在爬電間距、電氣絕緣及其在潮濕條件環(huán)境等方面的風險。此類風險均與產(chǎn)品所涉及的表界面質(zhì)量或狀態(tài)相關(guān)。優(yōu)良的表界面質(zhì)量或狀態(tài)可以在應對高壓帶來的可靠性風險上起到積極的預防作用。ZESTRON 在應對高壓可靠性挑戰(zhàn)上擁有較早的研究，可幫助客戶應對潮濕環(huán)境中各種表界面風險，如：漏電流、電化學遷移、導電陽極絲、錫須、電擊穿和污染物等，具體表現(xiàn)在以下3個方面：

1. 防止電荷泄漏和短路：在高電壓環(huán)境中，高品質(zhì)表界面狀態(tài)使其具有良好的電氣絕緣性能，能夠有效隔離不同電勢之間的電荷，防止漏電流和短路。

2. 提供穩(wěn)定的絕緣電阻：高品質(zhì)表界面狀態(tài)能夠提供穩(wěn)定的絕緣電阻，防止絕緣電阻的降低。

3. 防止電弧和火災的發(fā)生：在高電壓應用中，電弧和火災是嚴重的安全隱患。表界面的電氣絕緣性能能夠有效隔離電氣設備中的電流，防止電弧和火災的發(fā)生。

憑借ZESTRON全球的智力資源和北亞區(qū)分析中心，ZESTRON R&S能夠?qū)C、BGA等元器件產(chǎn)品、PCB、PCBA等電子半成品及成品進行全面而精準的表征和評價，同時結(jié)合專業(yè)經(jīng)驗為客戶提供詳細的分析報告并推薦糾正措施。ZESTRON R&S采用的技術(shù)手段包括但不限于：高清數(shù)碼顯微鏡目檢、離子色譜法、離子污染度測試、傅里葉變換紅外光譜法、涂覆可靠性測試、顆粒物測定/技術(shù)清潔度、掃描電子顯微鏡/X射線能譜分析儀、X射線光電子能譜、俄歇電子能譜、涂覆層測試、助焊劑/樹脂測試、接觸角測量、表面絕緣電阻測量、差熱分析等。

【觀展邀約】

2023年度PCIM展會將于8月29日至31日舉行。ZESTRON誠摯邀請您前往上海浦東新國際展覽中心W2號館2C10展位蒞臨參觀與交流。ZESTRON可靠性與表面技術(shù)專家、清洗技術(shù)工程師將在現(xiàn)場為您答疑解惑，分享全球的工藝經(jīng)驗。期待與您相聚！