【分享】车规级IGBT功率?樯⑷然寮际

文章来源于:黄山谷捷招股书、艾邦半导体网

IGBT功率?槭У闹饕蚴俏露裙叩贾碌娜扔αΓ己玫娜裙芾矶杂贗GBT功率?槲榷ㄐ院涂煽啃约匾。新能源汽车电机控制器是典型的高功率密度部件,且功率密度随着对新能源汽车性能需求的提高仍在不断提升。电机控制器内IGBT功率模块长时间运行以及频繁开闭会产生大量热量,伴随着温度的升高,IGBT功率?榈氖Ц怕室步蠓黾樱钪战跋斓缁氖涑鲂阅芤约捌登低车目煽啃。因此,为维持IGBT功率模块的稳定工作,需要有可靠的散热设计与通畅的散热通道,快速有效地减少?槟诓咳攘浚月隳?榭煽啃灾副甑囊。

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一、IGBT?樯⑷然宓淖饔眉爸掷


散热基板是IGBT功率?榈暮诵纳⑷裙δ芙峁褂胪ǖ溃彩悄?橹屑壑嫡急冉细叩闹匾考,车规级功率半导体?樯⑷然灞匦刖弑噶己玫娜却夹阅、与芯片和覆铜陶瓷基板等部件相匹配的热膨胀系数、足够的硬度和耐用性等特点。


1. 铜针式散热基板


铜针式散热基板具备针翅结构,大幅提高了散热表面积,可使功率?樾纬烧氤嶙粗苯永淙唇峁梗行岣吡四?樯⑷刃阅埽俪晒β拾氲继迥?樾⌒突。由于新能源汽车电机控制器用功率半导体?槎陨⑷刃屎托⌒突薪细咭螅虼嗽谛履茉雌盗煊虻玫搅斯惴涸擞。

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铜针式散热基板
铜针式散热基板工艺流程如上图所示,生产的主要步骤包括:模具设计开发和生产制造、冷精锻、整形冲针、CNC机加工、清洗、退火、喷砂、弯曲弧度、电镀、阻焊/刻追溯码、检验测试等。


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铜针式散热基板工艺流程
2. 铜平底散热基板


铜平底散热基板是传统领域功率半导体?榈耐ㄓ蒙⑷冉峁梗饕饔檬墙?槿攘肯蛲獯荩⑽?樘峁┗抵С。该产品传统应用于工业控制等领域,目前亦应用在新能源发电、储能等新兴领域。

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铜平底散热基板

铜平底散热基板工艺流程如上图所示,生产的主要步骤包括:剪板、冲孔下料、CNC 机加工、冲凸台/压平凸台、喷砂、电镀、弯曲弧度、阻焊、检验测试等。


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铜平底散热基板工艺流程
二、车规级IGBT功率?樯⑷确绞


目前,车规级IGBT功率模块一般采用液冷散热,而液冷散热又分为间接液冷散热和直接液冷散热。


1. 间接液冷散热


间接液冷散热采用的是平底散热基板,基板下面涂一层导热硅脂,紧贴在液冷板上,液冷板内通冷却液,散热路径为芯片-DBC基板-平底散热基板-导热硅脂-液冷板-冷却液。即芯片为发热源,热量主要通过DBC基板、平底散热基板、导热硅脂传导至液冷板,液冷板再通过液冷对流的方式将热量排出。

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间接液冷散热中IGBT功率?椴恢苯佑肜淙匆航哟ィ⑷刃什桓撸惨虼讼拗屏斯β誓?榈墓β拭芏忍嵘。
2.直接液冷散热


直接液冷散热采用的是针式散热基板,位于功率?榈撞康纳⑷然逶黾恿苏氤嶙瓷⑷冉峁梗芍苯蛹由厦芊馊νü淙匆荷⑷龋⑷嚷肪段酒-DBC基板-针式散热基板-冷却液,无需使用导热硅脂。该种方式使得IGBT功率?橛肜淙匆褐苯咏哟ィ?檎迦茸柚悼山档30%左右,且针翅结构大大提高了散热表面积,散热效率因此大幅提高,IGBT功率?楣β拭芏纫部梢陨杓频母。

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目前直接液冷散热已成为车规级IGBT功率?榈闹髁魃⑷确绞剑ㄓ⒎闪柙谀谥饕痰某倒婕豆β誓?椴肪饕捎谜胧缴⑷然。

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