伟德betvlctor最新版本于2007年5月成立,至今已专注于IGBT用NTC芯片的研发生产超过13年。随着近几年电动汽车的蓬勃发展,带动了IGBT等功率模块封装技术的更新迭代,也使其中的温控NTC芯片需求量大大增加。
目前,电动汽车的主逆变器功率半导体技术,代表着中等功率模块技术的先进水平。而电动汽车对于以IGBT为主的功率半导体模块的要求更高,主要是因为IGBT具有高可靠性、高功率密度以及高性价比。当前主流的几种IGBT模块,主要分为以下几种:
分立器件
分立器件的设计非常经典巧妙,IGBT单管夹在散热水道两边,立体式设计节省空间;并且方便叠层母排布局,减小杂散电感。其优点是成本低、集成度高,但分立器件的设计较复杂,热阻大,散热效率较低。
1 in 1模块
这是一种比较新颖的封装形式,其采用了模块的封装技术,提高了散热效率,使设计布局更加灵活,然而这种技术在量产时,对于工艺的要求也相对更高。
2 in 1模块
2 in 1模块有两种,第一种是灌胶模块封装,早期应用较多,在工业上比较常见。第二种是塑封,也是国际上有经验的厂商倾向于选择的形式,一方面其功率密度较大,便于小型化设计;另一方面其具有一定的成本优势。
早期使用单面间接水冷的半桥模块,后续主要的发展方向是双面水冷和单面直接水冷。以丰田普锐斯4代PCU为例,摒弃之前的All-in-1结构,采用双面水冷半桥模块“插卡”式结构,设计巧妙的同时,极大提升散热效率,由此提升系统功率密度。该形式模块的结构紧凑、散热效率高、塑封的可靠性高,但因其没有集成散热绝缘陶瓷,所以在设计时,与散热器之间需要加隔离垫片。
6 in 1模块
这是目前应用最广泛的模块,尤其是国内汽车厂商。6 in 1模块的设计相对简单,Pin-Fin设计显著提高功率模块散热效率,提高模块的功率密度,再加上模块化设计简单,很快在汽车领域风靡开来。虽然6 in 1模块的设计较简单,功率密度高,应用门槛低,但成本高使其性价比相对较低。
根据目前国内电动汽车对于IGBT模块的要求,6 in 1模块对电动汽车来说并不是最优设计,但由于其设计应用的方便性,在短期内还将占据主流,技术上主要会在散热技术和可靠性尚下功夫。而双面水冷封装技术的优点是,一方面提升散热效率,另一方面夹心式的散热系统设计易于拓展。同时,相对于硅胶灌封模块,塑封的半桥模块又具有一定的量产成本优势,相信未来一段时间会成为一个主流方向。
参考数据:
汽车功率电子 《车规IGBT模块封装趋势》
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