汽車應(yīng)用中的IGBT功率模塊

　?。?）采用銅基板和經(jīng)過改進(jìn)的Al2O3陶瓷的組合來減小分層效應(yīng)，與AlSiC/Si3N4的組合相比，這一組合還具有成本優(yōu)勢(shì)；

　?。?）使用間距物進(jìn)一步減輕了分層效應(yīng)；

　?。?）每相采用了獨(dú)立的DCB陶瓷，以得到優(yōu)化的熱耦合和熱擴(kuò)散特性；

　?。?）改進(jìn)的綁定線工藝增強(qiáng)了功率循環(huán)能力；

　?。?）選擇適當(dāng)?shù)乃芰喜牧虾徒?jīng)過優(yōu)化的工藝參數(shù)來避免在溫度大幅度擺動(dòng)下出現(xiàn)破裂；

　?。?）預(yù)成型的功率端子能避免在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)微裂痕。

　　HybridPACK2是專為帶有高溫液體散熱逆變器系統(tǒng)和HEV應(yīng)用而開發(fā)的。作為直接液冷散熱的功率模塊，其能在散熱溫度高達(dá)1051C的條件下工作。這一模塊系列的AlSiC基板上集成有直接插入液體冷卻媒質(zhì)中的鰭片狀散熱片。此模塊具有最大六封裝600V/800A IGBT3的配置。

　　HybridPACK2模塊系列采用了下面這些特殊的措施以便在提供高可靠性的同時(shí)獲得最佳的性價(jià)比：

　?。?）經(jīng)過優(yōu)化的AlSiC基板和Si3N4陶瓷的組合來提供最低的分層效應(yīng)（同類中最佳的解決方案）；

　?。?）使用間距物進(jìn)一步減輕了分層效應(yīng)；

　?。?）每相采用了獨(dú)立的DCB陶瓷，以得到優(yōu)化的熱耦合和熱擴(kuò)散特性；

　?。?）被直接冷卻的基板為功率半導(dǎo)體和散熱媒質(zhì)之間提供了最低的熱阻。采用此方法，能使Tj降低超過30K（取決于負(fù)載條件和芯片配置）；

　?。?）改進(jìn)的綁定線工藝增強(qiáng)了功率循環(huán)能力；

　　（6）選擇適當(dāng)?shù)乃芰喜牧虾徒?jīng)過優(yōu)化的工藝參數(shù)來避免在溫度大幅度擺動(dòng)下出現(xiàn)破裂；

　?。?）預(yù)成型的功率端子能避免在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)微裂痕。

　　諸如E-Busses和E-Trucks等高功率電動(dòng)車輛更需要堅(jiān)固和可靠的IGBT模塊。對(duì)于這些應(yīng)用， PrimePACK系列模塊是理想的選擇。它們具有兩種不同的封裝形式，并具有采用英飛凌最先進(jìn)的IGBT4芯片技術(shù)（Tj，op=1501C， Tj，max=1751C）的1，200V/1，400A和1，700V/1，000A的最大半橋配置。

　　PrimePACK模塊系列采用了下面這些特殊的措施使得在高可靠性的同時(shí)獲得最佳的性價(jià)比：

　?。?）采用銅基板和經(jīng)過改進(jìn)的Al2O3陶瓷襯底最優(yōu)組合和制造工藝來減小分層效應(yīng)；

　?。?）使用間距物進(jìn)一步減輕了分層效應(yīng)；

　?。?）經(jīng)過優(yōu)化的芯片布局能提供最低的熱阻，這樣可使熱阻比上一代（即IHM）的高功率器件降低30%；（4）改進(jìn)的綁定線工藝增強(qiáng)了功率循環(huán)能力；

　?。?）選擇適當(dāng)?shù)乃芰喜牧虾徒?jīng)過優(yōu)化的工藝參數(shù)來避免在溫度大幅度擺動(dòng)下出現(xiàn)破裂；

　?。?）內(nèi)部雜散電感被降低（與IHM相比降低了高達(dá)60%）；

　　（7）對(duì)DCB陶瓷處的功率端子連接采用超聲焊接，以提高機(jī)械強(qiáng)度。

　　本文小結(jié)

　　由于HEV等汽車對(duì)于功率半導(dǎo)體模塊的可靠性應(yīng)用具有最高的要求，所以當(dāng)今的供應(yīng)商必須保證并滿足這一市場(chǎng)要求。針對(duì)這類應(yīng)用，英飛凌推出了具有優(yōu)化性能和成本的功率半導(dǎo)體模塊：HybridPACK和PrimePACK系列產(chǎn)品。此外，英飛凌還將進(jìn)一步投資用于研發(fā)能在更苛刻的功率密度和環(huán)境溫度條件下提供更高可靠性的未來IGBT模塊。