汽車應用中的IGBT功率模塊

　　（1）采用銅基板和經過改進的Al2O3陶瓷的組合來減小分層效應，與AlSiC/Si3N4的組合相比，這一組合還具有成本優勢；

　　（2）使用間距物進一步減輕了分層效應；

　　（3）每相采用了獨立的DCB陶瓷，以得到優化的熱耦合和熱擴散特性；

　　（4）改進的綁定線工藝增強了功率循環能力；

　　（5）選擇適當的塑料材料和經過優化的工藝參數來避免在溫度大幅度擺動下出現破裂；

　　（6）預成型的功率端子能避免在生產過程中出現微裂痕。

　　HybridPACK2是專為帶有高溫液體散熱逆變器系統和HEV應用而開發的。作為直接液冷散熱的功率模塊，其能在散熱溫度高達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獲得最佳的性價比：

　　（1）經過優化的AlSiC基板和Si3N4陶瓷的組合來提供最低的分層效應（同類中最佳的解決方案）；

　　（2）使用間距物進一步減輕了分層效應；

　　（3）每相采用了獨立的DCB陶瓷，以得到優化的熱耦合和熱擴散特性；

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

　　（5）改進的綁定線工藝增強了功率循環能力；

　　（6）選擇適當的塑料材料和經過優化的工藝參數來避免在溫度大幅度擺動下出現破裂；

　　（7）預成型的功率端子能避免在生產過程中出現微裂痕。

　　諸如E-Busses和E-Trucks等高功率電動車輛更需要堅固和可靠的IGBT模塊。對于這些應用， 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的IGBT4芯片技術（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獲得最佳的性價比：

　　（1）采用銅基板和經過改進的Al2O3陶瓷襯底最優組合和制造工藝來減小分層效應；

　　（2）使用間距物進一步減輕了分層效應；

　　（3）經過優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）改進的綁定線工藝增強了功率循環能力；

　　（5）選擇適當的塑料材料和經過優化的工藝參數來避免在溫度大幅度擺動下出現破裂；

　　（6）內部雜散電感被降低（與IHM相比降低了高達60%）；

　　（7）對DCB陶瓷處的功率端子連接采用超聲焊接，以提高機械強度。

　　本文小結

　　由于HEV等汽車對于功率半導體模塊的可靠性應用具有最高的要求，所以當今的供應商必須保證并滿足這一市場要求。針對這類應用，英飛凌推出了具有優化性能和成本的功率半導體模塊：HybridPACK和PrimePACK系列產品。此外，英飛凌還將進一步投資用于研發能在更苛刻的功率密度和環境溫度條件下提供更高可靠性的未來IGBT模塊。