純電動汽車引發功率元件設計安裝革命

預計在15-20年內，純電動汽車和混合動力汽車的需求將達到數千萬輛。這將改變電源模塊的設計和行業格局。豐田憑借自己的混合動力汽車引領了動力電子產品包裝的發展。其他汽車公司也緊隨其后，推動了英飛凌、丹佛斯、賽米控和富士電氣等公司在包裝技術方面的進步。此外，技術的發展給相關市場帶來了好處。

傳統的功率模塊市場針對工業和可再生能源領域，要求高可靠性、長壽命和高質量。盡管也追求非常高的附加值和最小的產量，但成本壓力相對較低。電動汽車和混合動力汽車在旨在實現更高性能參數（如大工作溫度范圍）的研究中發揮了推動作用。這也應該對現有用途產生積極影響。

電力電子行業現在廣泛使用鋁線接合技術，這是一種不正常的現象。如果你選擇一種可以降低電阻、提高導熱性和延長壽命的粘合方法，它可能會獲得更好的性能。引線接合非常脆弱，并且可能由于熱循環、振動、沖擊和其他原因而脫落。

豐田使用鋁條粘合

鋁線接合的替代方法之一是鋁條接合，這一方法現已被豐田公司采用。但這種方法也有可能被銅線鍵合和其他方法所取代。銅線可以使用標準封裝設備進行接合，并且連接到芯片表面的步驟很簡單。此外，由于銅的低電阻和高導熱性，可以長時間保持接合效果。Semicon使用柔性箔法，而其他模塊制造商在管芯上使用非柔性箔和DBC襯底法。

模塊制造商正在探索能夠適應更高輸出密度、溫度和熱負載的接合方法。此外，為了降低由熱循環引起的剝離的概率，還需要將熱膨脹系數保持在較低水平。Semicon和Heli開發了一種在DBC上燒結超細銀粉的方法。但這種方法需要很長時間，并且需要在管芯上均勻分布30MPa的壓力，并且溫度必須達到250℃。Heli目前正在評估不需要高壓或高溫的納米銀粉。此外，許多企業已經在箔上推出了納米粉末，這種粉末比凝膠和糊狀物更容易運輸和涂覆。此外，Infineon“.XT”電源模塊也采用了青銅高熱阻的共晶鍵合。這種方法包括在DBC上形成一層非常薄的銅和錫層，然后將管芯放在其上。銅和錫可以在高溫下混合，形成高熔點的合金。

電源模塊還必須具有冷卻系統。在去除管芯和冷卻系統之間的夾層后，液體將與DBC直接接觸。豐田、富士電機和三菱汽車的混合動力汽車已經采用了這項技術。現在，通過將微管嵌入冷卻板或DBCs來冷卻微通道的研究已經開始。如果采用這種方法，由硅和寬帶隙半導體制成的產品可以在更高溫度的環境中工作。

最近，電源模塊的封裝必須支持新的格式，如PowerStack和更集成的組件。電動汽車的這些技術創新正在逐漸重塑行業格局。無源元件制造商在功率模塊、封裝制造和設計領域沒有技術經驗，因此他們與功率模塊制造商采取了合作方式，丹佛斯正在參與此類合作。此外，英飛凌和賽門鐵克也在合作開發PowerStack技術。

終端配置標準化趨勢

過去，由于電力電子行業的生產規模較小，除了幾種常見的模塊尺寸外，該行業很少有廣泛采用的標準。現在，這種情況正在逐漸改變。富士電氣、英飛凌和賽門鐵克正在合作研究使模塊兼容的引腳配置。隨著模塊制造商和汽車制造商之間的直接合作，電動汽車正在掀起另一場技術革命。這意味著，與過去第一和第二層次的明確分工相比，汽車電子領域的行業結構已經發生了演變。

一個……

她的發展可能源于從外部專業包裝制造商訂購的趨勢。如今，大多數功率模塊制造商都在利用亞太地區勞動力成本低的優勢，因此沒有必要將任何工藝轉包給外部世界。但隨著市場的快速擴張，許多公司，如菲律賓的IQXprez，預計將考慮作為承包商進入市場。

標簽：豐田三菱

汽車資訊熱門資訊