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獨特封裝技術(shù)提升功率模塊性能

時間：2009-06-17 09:22:34

關(guān)鍵字：功率模塊封裝技術(shù) 功率器件混合動力汽車

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[導讀]功率器件和模塊的應用范圍非常廣泛，尤其是在節(jié)能領(lǐng)域，例如工業(yè)或家用電器的變頻器、電動汽車和混合動力汽車的驅(qū)動器以及風力發(fā)電裝置的變流器等都會用到功率器件和模塊。當前，功率模塊在節(jié)能領(lǐng)域的應用是賽米控關(guān)

功率器件和模塊的應用范圍非常廣泛，尤其是在節(jié)能領(lǐng)域，例如工業(yè)或家用電器的變頻器、電動汽車和混合動力汽車的驅(qū)動器以及風力發(fā)電裝置的變流器等都會用到功率器件和模塊。當前，功率模塊在節(jié)能領(lǐng)域的應用是賽米控關(guān)注的重點。

無論是混合動力汽車、純電動汽車還是燃料電池汽車都需要配置了功率模塊的驅(qū)動器，半導體廠家針對這些新能源汽車的需求推出了相應的功率器件和功率模塊，目前混合動力汽車的功率器件多為IGBT，用以滿足高電壓、大功率的需求。事實上，傳統(tǒng)汽車上車載逆變器里面也會用到功率晶體管，將電瓶的12V電轉(zhuǎn)換成220V的家用電，一般是采用分立器件封裝，賽米控強勢的產(chǎn)品在于電動機驅(qū)動部分的IGBT功率模塊。

混合動力汽車和電動汽車對功率器件和模塊的品質(zhì)也提出了新的要求。首先，在啟動階段需要輸出很大的扭矩;其次，要求功率器件和模塊能夠適應惡劣的環(huán)境，尤其是高溫環(huán)境。另外，還要求功率器件和模塊的可靠性非常高，尤其是混合動力汽車，由于需要經(jīng)常啟動、切換，因此對功率循環(huán)的能力要求非常高。

賽米控功率模塊產(chǎn)品的主要優(yōu)勢在于采用了獨特的封裝技術(shù)，這主要體現(xiàn)在無焊接的壓接技術(shù)、無銅底板技術(shù)以及燒結(jié)技術(shù)等。無焊接壓接觸點技術(shù)因其高功率循環(huán)能力以及無焊接疲勞和抗震強而成為具有很強競爭力的電力電子模塊解決方案。同時，賽米控還采用了無銅底板的封裝技術(shù)。由于存在熱膨脹系數(shù)(CTE)差異，帶底板的焊接式功率模塊的功率循環(huán)能力在較高運行溫度下會大幅度地下降，同時DBC和底板之間存在大面積的焊接連接，該連接在被動溫度循環(huán)中大多存在熱應力現(xiàn)象。功率模塊失效的主要機理之一是焊料疲勞和熱膨脹導致的機械應力，這會導致熱阻增加和早期模塊故障。溫度變化得越大，進入疲勞狀態(tài)越快。在無銅底板和采用無焊接壓力接觸式模塊中，就恰好消除了這一弊端。作為這一問題的解決方案，賽米控早在17年前就開發(fā)了SKiiP技術(shù)，用以支持一個無基板的壓接系統(tǒng)。該系統(tǒng)消除了大面積的焊接連接，取而代之的是壓力連接。當前，賽米控根據(jù)汽車市場的要求對新SKiM汽車模塊概念做了進一步改進，以確保模塊的有效、可靠和耐用。此外，賽米控功率模塊的控制信號可以通過彈簧輸入，一方面利用彈簧的柔韌性增強了抗振的能力，同時也避免了焊接疲勞。

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