电动汽车IGBT芯片和模块的现状研究

浏览:82 作者: 来源: 时间:2020-03-26 分类:行业新闻

新能源汽车,一个越来越引人关注的话题,而中国依然成为电动汽车销售量全球增长速度最快的国家。电动汽车飞速发展,也带动了其所需配套零件的发展,而其中最重要的核心部件IGBT模块,电压等级、功率等级、极限工况、可靠性、使用寿命和成本等都对其使用的IGBT模块提出了很高的要求。


IGBT芯片技术


针对汽车级模块的特殊要求,IGBT芯片正朝着小型化、低功耗、耐高温、更高安全性以及智能化的方向发展。目前最受流行的还属国外的先进企业,国内汽车级IGBT芯片技术起步较晚,同时受限于基础工艺和生产条件,技术发展较慢,虽然目前也有国产汽车级芯片,但是相对市场份额不是很大,我们还是聊聊国外芯片技术,新一代的电动汽车级IGBT芯片。

汽车级IGBT模块封装技术


对于IGBT芯片,可能被上面三家占了很大的份额,但是购买芯片自主封装也是现行的一种商业模式。IGBT的封装技术是实现电机控制器高温运行、高可靠性、高功率密度的关键环节,涉及到芯片表面互连、贴片互连、导电端子引出互连等相关工艺。


目前IGBT模块封装的研究主要集中在新型互连材料、互连方式等相关工艺参数优化等,主要是为了增强模块的散热能力、减小体积,同时提高可靠性。


IGBT芯片表面互连技术


IGBT模块内部常用引线键合的方法将芯片与芯片、芯片与绝缘衬板表面金属化层、半导体绝缘衬板之间以及绝缘衬板与功率端子之间进行电气互连。


常用的键合线有铝线和铜线两种。


其中铝线键合工艺成熟、成本较低,但是铝线键合的电气、热力学性能较差,膨胀系数失配大,影响IGBT使用寿命。而铜线键合工艺具有电气、热力学性能优良等优点,可靠性高,适用于高功率密度、高效散热的模块。


电动汽车虽然已有多种车型量产上市,但是对于它的提升和优化空间还很大。不仅仅是我们说的IGBT模块,还有其他关键元器件的发展,比如电池(里程和充电速度),而且外在设备也很重要,比如充电问题。