用于HEV的高可靠性IGBT功率模块--洪得盛电子

　　为HEV开发的所有IGBT模块都有一个特别的目标，就是提供出色的可靠性、合适的电气特性和最优成本。基于对IGBT功率模块开发的长时间探索，对于新材料的组合与组装技术所投入的巨大研究精力，以及现代功率半导体芯片的使用，英飞凌已经开发出HEV专用的两个模块系列：HybridPACK1和HybridPACK2。

　　这两种型号的产品都基于英飞凌领先的IGBT沟道栅场终止技术，能提供最低的导通和开关损耗。其中所选用的600V的第三代芯片能工作在1501C的结温T_j,op下(绝对最大T_j,max=1751C)。

　　能在六封装配置中容纳高达400A的600V IGBT3和EmCon3二极管的HybridPACK1，适用于气冷或采用低温液体散热的逆变器系统。这些模块拥有3mm铜基板和经过改进的Al2O3 DCB陶瓷衬底，具有最佳的可靠性和成本；它们是峰值20kW功率级别(单个模块)和全HEV应用的理想选择，而且通过并联还能达到更高的额定功率。

　　HybridPACK1模块系列采用了下面这些特殊的措施以便在提供高可靠性的同时获得最佳的性价比：

1. 采用铜基板和经过改进的Al2O3陶瓷的组合来减小分层效应，与AlSiC/Si3N4的组合相比，这一组合还具有成本优势；
2. 使用间距物进一步减轻了分层效应；
3. 每相采用了独立的DCB陶瓷，以得到优化的热耦合和热扩散特性；
4. 改进的绑定线工艺增强了功率循环能力；
5. 选择适当的塑料材料和经过优化的工艺参数来避免在温度大幅度摆动下出现破裂；
6. 预成型的功率端子能避免在生产过程中出现微裂痕。

　　HybridPACK2是专为带有高温液体散热逆变器系统和HEV应用而开发的。作为直接液冷散热的功率模块，其能在散热温度高达1051C的条件下工作。这一模块系列的AlSiC基板上集成有直接插入液体冷却媒质中的鳍片状散热片。此模块具有最大六封装600V/800A IGBT3的配置。

HybridPACK2模块系列采用了下面这些特殊的措施以便在提供高可靠性的同时获得最佳的性价比：

1. 经过优化的AlSiC基板和Si₃N₄陶瓷的组合来提供最低的分层效应(同类中最佳的解决方案)；
2. 使用间距物进一步减轻了分层效应；
3. 每相采用了独立的DCB陶瓷，以得到优化的热耦合和热扩散特性；
4. 被直接冷却的基板为功率半导体和散热媒质之间提供了最低的热阻。采用此方法，能使Tj降低超过30K(取决于负载条件和芯片配置)；
5. 改进的绑定线工艺增强了功率循环能力；
6. 选择适当的塑料材料和经过优化的工艺参数来避免在温度大幅度摆动下出现破裂；
7. 预成型的功率端子能避免在生产过程中出现微裂痕。

　　诸如E-Busses和E-Trucks等高功率电动车辆更需要坚固和可靠的IGBT模块。对于这些应用， PrimePACK系列模块是理想的选择。它们具有两种不同的封装形式，并具有采用英飞凌最先进的IGBT4芯片技术(T_j,op=1501C, T_j,max=1751C)的1,200V/1,400A和1,700V/1,000A的最大半桥配置。

1. PrimePACK模块系列采用了下面这些特殊的措施使得在高可靠性的同时获得最佳的性价比：
2. 采用铜基板和经过改进的Al2O3陶瓷衬底最优组合和制造工艺来减小分层效应；
3. 使用间距物进一步减轻了分层效应；
4. 经过优化的芯片布局能提供最低的热阻，这样可使热阻比上一代(即IHM)的高功率器件降低30%；(4)改进的绑定线工艺增强了功率循环能力；
5. 选择适当的塑料材料和经过优化的工艺参数来避免在温度大幅度摆动下出现破裂；
6. 内部杂散电感被降低(与IHM相比降低了高达60%)；
7. 对DCB陶瓷处的功率端子连接采用超声焊接，以提高机械强度。
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