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比亚迪同款S3型IGBT大功率封装材料,专为车用IGBT打造。
半导体知识小课堂:
在当下汽车领域,尤其是电动汽车和混合动力汽车中,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块扮演着举足轻重的角色。这些模块广泛应用于逆变器、电动机驱动器以及电源管理系统,承担着高电压和高电流的转换重任。为满足汽车行业的严苛需求,选择适合的IGBT模块材料显得尤为重要。
一、基板材料的挑选
氮化铝(AlN)与氧化铝(Al2O3)是两种常用的基板材料,它们的特点包括:
1.高效散热,防止过热现象。
2.出色的电气绝缘性能,保障使用安全。
3.高机械强度,能承受汽车运行中的各种应力。
二、芯片材料的考量
硅(Si)和碳化硅(SiC)是主要的芯片材质,它们各有千秋:
1.硅材质成本较低,被广泛应用于传统IGBT中。
2.碳化硅则以其更高的热导率和击穿电压脱颖而出,特别适合高温和高频环境,尽管成本相对较高。
三、导热界面材料(TIM)的应用
导热界面材料被置于芯片和散热器之间,以提升热传导效率。道康宁的TC-导热胶便是其中的佼佼者,其特性包括:
1.高导热性,热导率可达4W/mK。
2.低模量,有助于缓解应力,防止因热循环产生的机械应力导致失效。
四、封装材料的选择
封装材料需兼备高机械强度和优异的环境适应性,如:
1.环氧树脂,以其高机械强度和出色的电气绝缘性受到青睐。
2.有机硅树脂,因其良好的柔韧性和防潮性能,特别适用于湿度较高的环境。
五、焊接材料的重要性
选择合适的焊接材料对确保电气连接的可靠性至关重要,例如:
1.锡基焊料,广泛用于芯片与基板间的连接,导电性和机械强度俱佳。
2.银浆,其卓越的导热性能使其适用于高温工作环境。
六、应对严苛环境的能力
车用IGBT材料必须能够承受极端环境条件,如高温、高湿、强烈振动和冲击。这些材料需要具备:
1.高温稳定性,确保在发动机舱高温环境下仍能正常工作。
2.耐湿性,防止因湿气侵入导致的电气故障。
3.耐振动性,保证在行驶中机械连接的稳固。
综上所述,车用IGBT材料的选择需全面考虑热管理、电气绝缘、机械强度及环境适应性。借助先进的基板材料、高性能芯片材料、高效导热界面材料和耐用的封装材料,我们能够确保IGBT模块在汽车应用中的高效与可靠运行。这些材料科技的进步将为电动和混合动力汽车的发展提供助力,为实现更高效、环保的出行方式奠定基础。