廣東愛晟電子科技有限公司于2007年5月成立,至今已專注于IGBT用NTC芯片的研發(fā)生產(chǎn)超過13年。隨著近幾年電動(dòng)汽車的蓬勃發(fā)展,帶動(dòng)了IGBT等功率模塊封裝技術(shù)的更新迭代,也使其中的溫控NTC芯片需求量大大增加。
目前,電動(dòng)汽車的主逆變器功率半導(dǎo)體技術(shù),代表著中等功率模塊技術(shù)的先進(jìn)水平。而電動(dòng)汽車對(duì)于以IGBT為主的功率半導(dǎo)體模塊的要求更高,主要是因?yàn)?/span>IGBT具有高可靠性、高功率密度以及高性價(jià)比。當(dāng)前主流的幾種IGBT模塊,主要分為以下幾種:
分立器件
分立器件的設(shè)計(jì)非常經(jīng)典巧妙,IGBT單管夾在散熱水道兩邊,立體式設(shè)計(jì)節(jié)省空間;并且方便疊層母排布局,減小雜散電感。其優(yōu)點(diǎn)是成本低、集成度高,但分立器件的設(shè)計(jì)較復(fù)雜,熱阻大,散熱效率較低。
1 in 1模塊
這是一種比較新穎的封裝形式,其采用了模塊的封裝技術(shù),提高了散熱效率,使設(shè)計(jì)布局更加靈活,然而這種技術(shù)在量產(chǎn)時(shí),對(duì)于工藝的要求也相對(duì)更高。
2 in 1模塊
2 in 1模塊有兩種,第一種是灌膠模塊封裝,早期應(yīng)用較多,在工業(yè)上比較常見。第二種是塑封,也是國(guó)際上有經(jīng)驗(yàn)的廠商傾向于選擇的形式,一方面其功率密度較大,便于小型化設(shè)計(jì);另一方面其具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。
早期使用單面間接水冷的半橋模塊,后續(xù)主要的發(fā)展方向是雙面水冷和單面直接水冷。以豐田普銳斯4代PCU為例,摒棄之前的All-in-1結(jié)構(gòu),采用雙面水冷半橋模塊“插卡”式結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)巧妙的同時(shí),極大提升散熱效率,由此提升系統(tǒng)功率密度。該形式模塊的結(jié)構(gòu)緊湊、散熱效率高、塑封的可靠性高,但因其沒有集成散熱絕緣陶瓷,所以在設(shè)計(jì)時(shí),與散熱器之間需要加隔離墊片。
6 in 1模塊
這是目前應(yīng)用最廣泛的模塊,尤其是國(guó)內(nèi)汽車廠商。6 in 1模塊的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,Pin-Fin設(shè)計(jì)顯著提高功率模塊散熱效率,提高模塊的功率密度,再加上模塊化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,很快在汽車領(lǐng)域風(fēng)靡開來(lái)。雖然6 in 1模塊的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單,功率密度高,應(yīng)用門檻低,但成本高使其性價(jià)比相對(duì)較低。
根據(jù)目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車對(duì)于IGBT模塊的要求,6 in 1模塊對(duì)電動(dòng)汽車來(lái)說并不是最優(yōu)設(shè)計(jì),但由于其設(shè)計(jì)應(yīng)用的方便性,在短期內(nèi)還將占據(jù)主流,技術(shù)上主要會(huì)在散熱技術(shù)和可靠性尚下功夫。而雙面水冷封裝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是,一方面提升散熱效率,另一方面夾心式的散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)易于拓展。同時(shí),相對(duì)于硅膠灌封模塊,塑封的半橋模塊又具有一定的量產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì),相信未來(lái)一段時(shí)間會(huì)成為一個(gè)主流方向。
參考數(shù)據(jù):
汽車功率電子 《車規(guī)IGBT模塊封裝趨勢(shì)》
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