IGBT模块究竟如何工作?在电控模块中,IGBT模块是逆变器的中心部件,总结其工作原理:通过非通即断的半导体特性,不考虑过渡过程和寄生效应,我们将单个IGBT芯片看做一个理想的开关。我们在模块内部搭建起若干个IGBT芯片单元的并串联结构,当直流电通过模块时,通过不同开关组合的快速开断,来改变电流的流出方向和频率,从而输出得到我们想要的交流电。IGBT模块实物长啥样?IGBT模块的标准封装形式是一个扁平的类长方体,下图为HP1模块的正上方视角,外面白色的都是塑料外壳,底部是导热散热的金属底板(一般是铜材料)。IGBT自动化设备的动态测试有助于提前发现潜在的故障和不良。海南一体化工业模块自动组装线
IGBT模块的作用:要弄明白IGBT模块,就要先了解新能源汽车的电驱系统,先用一句话概括电驱系统如何工作:在驾驶新能源汽车时,电机控制器把动力电池放出的直流电(DC)变为交流电(AC)(这个过程即逆变),让驱动电机工作,电机将电能转换成机械能,再通过传动系统(主要是减速器)让汽车的轮子跑起来。反过来,把车轮的机械能转换存储到电池的过程就是动能回收。什么是“三电系统”和“电驱系统”?三电系统,即动力电池(简称电池)、驱动电机(简称电机)、电机控制器(简称电控),也被人们成为三大件,加起来约占新能源车总成本的70%以上,是决定整车运动性能重要的组件。福建无功老化测试设备市价自动化设备的应用促进了新一代IGBT模块的取代旧式双极管,成为电路制造中重要的电子器件。
半导体技术的进步极大地促进了电力电子器件的发展和应用。过去几十年里,在摩尔定律的“魔咒”下,半导体芯片尺寸不断减小,使得在同样的空间体积内可以集成更多的芯片,实现更多的功能和更强大的处理能力,为进一步提高功率密度提供了可能。另一方面,芯片尺寸的缩小也增加了芯片散热热阻,降低了热容,使得芯片结温升高,结温波动更加明显,影响功率模块的可靠性。功率半导体作为电力电子系统的主要组成部分,已经普遍应用到生活、交通、电力、工业控制、航空航天、舰船等领域。
基于面互连原理,SKiN芯片连接采用扩散银颗粒烧结取代传统键合线封装中的焊料连接,芯片烧结到DBC基板上,采用两层柔性板上的可烧结铜箔连接芯片上表面和基板,柔性板的下金属层成为功率侧,承载高功率负载电流,根据材料(铝或者铜)以及所需的电流,该金属层的厚度在100μm范围内更合适。柔性板的上下金属层彼此绝缘,上金属层为逻辑侧,只需相对较薄的厚度(30μm),主要承载栅极、辅助和感应信号。柔性板上开有通孔,可以将芯片的栅极信号引出到柔性板的逻辑侧。不同于键合线的点互连,该柔性铜箔与芯片电极之间可以达到85%的接触,而传统键合线与芯片间的接触只有21%,增大接触面积和金属层厚度可以改善传热,并且可很大程度上提高器件的功率循环能力。IGBT自动化设备在生产中起到关键作用,实现了IGBT模块的高效封装。
针对氮化铝陶瓷基板的IGBT应用展开分析,着重对不同金属化方法制备的覆铜AlN基板进行可靠性进行研究。通过对比厚膜法、薄膜法、直接覆铜法和活性金属钎焊法金属化AlN基板的剥离强度、热循环、功率循环,分析结果可知,活性金属钎焊法制备的AlN覆铜基板优于其他工艺基板,剥离强度25MPa,(-40~150)℃热循环达到1500次,能耐1200A/3.3kV功率循环测试7万次,满足IGBT模块对陶瓷基板可靠性需求。在电力电子的应用中,大功率电力电子器件IGBT是实现能源控制与转换的中心,普遍应用于高速铁路、智能电网、电动汽车与新能源装备等领域。随着能量密度提高,功率器件对陶瓷覆铜基板的散热能力和可靠性的要求越来越高。动态测试IGBT自动化设备可提供高效的数据采集和分析功能。真空封盖自动线制造商
IGBT自动化设备的应用提升了功率半导体模块封装的工艺技术水平,使其适应更高的功率密度和恶劣环境。海南一体化工业模块自动组装线
PCoB连接双面散热:虽然双基板封装具备双面散热的能力,但基板与底板连接,引入寄生电感,同时存在基板热阻较大的问题,为提高器件的电气性能和热性能,研究人员提出了一种功率芯片连接在总线上(PowerChiponBus,PCoB)的双面散热封装方法,将芯片连接到2个母线状金属基板上,基板通过预先成型的环氧树脂粘合在一起,金属基板相对于陶瓷基板具有更优异的导热性能。厚翅片铜既作为热沉又作为母线。钼垫片用作芯片和底部基板间的热膨胀缓冲层,以降低因热碰撞系数(CTE)失配引起的热机械应力。海南一体化工业模块自动组装线