一、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)IGBT可靠性分析

1. 熱管理挑戰(zhàn)

• 高功率密度與散熱需求：新能源汽車IGBT模塊需承受高電流、高電壓及頻繁啟停帶來(lái)的溫度波動(dòng)，導(dǎo)致芯片結(jié)溫升高。傳統(tǒng)散熱技術(shù)（如單面冷卻）難以滿足需求，需通過(guò)雙面冷卻、均熱板（Vapor Chamber）等技術(shù)降低熱阻。

• 焊接層可靠性：軟釬焊（如SnPb焊料）在高溫循環(huán)中易出現(xiàn)空洞率高、熱應(yīng)力集中問(wèn)題，而低溫銀燒結(jié)技術(shù)雖能提升導(dǎo)熱性（熱導(dǎo)率提升5倍），但工藝復(fù)雜且成本高昂。

2. 機(jī)械與電氣應(yīng)力

• 振動(dòng)與沖擊：車輛顛簸導(dǎo)致IGBT模塊承受機(jī)械振動(dòng)，需優(yōu)化鍵合線（如銅線替代鋁線）的抗疲勞性能，減少熱應(yīng)力開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。

• 寄生參數(shù)影響：封裝結(jié)構(gòu)中的寄生電感和電容可能引發(fā)電磁干擾（EMI），需通過(guò)三維封裝、低感設(shè)計(jì)（如DBC基板優(yōu)化）降低負(fù)面影響。

3. 材料老化與壽命

• 焊料疲勞：軟釬焊層在功率循環(huán)中易出現(xiàn)微裂紋，銀燒結(jié)技術(shù)通過(guò)減少界面空洞率（≤1%）提升長(zhǎng)期可靠性。

• 封裝材料耐久性：硅凝膠、AlSiC（鋁基碳化硅）等材料需兼顧絕緣性、耐高溫性及抗老化能力，以延長(zhǎng)模塊壽命。

二、IGBT封裝工藝發(fā)展趨勢(shì)

1. 焊接技術(shù)升級(jí)

• 低溫連接技術(shù)普及：銀燒結(jié)工藝逐步替代傳統(tǒng)軟釬焊，其低熱阻（厚度僅為普通焊層50%~80%）和高可靠性成為SiC模塊封裝的首選。

• 真空回流焊優(yōu)化：通過(guò)正負(fù)壓焊接工藝控制空洞率（≤1%），提升焊點(diǎn)一致性，適應(yīng)高精度封裝需求。

2. 鍵合工藝創(chuàng)新

• 銅線鍵合替代鋁線：銅線的高硬度（楊氏模量是鋁的2倍）和低電阻（導(dǎo)電性提升30%）可提升模塊耐熱性和功率循環(huán)能力，但需解決超聲鍵合對(duì)芯片的損傷問(wèn)題。

• 三維互連技術(shù)：通過(guò)TSV（硅通孔）或微凸塊實(shí)現(xiàn)芯片堆疊，提高功率密度并減少寄生參數(shù)。

3. 封裝材料與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

• AMB基板應(yīng)用：活性釬焊覆銅板（AMB）通過(guò)界面反應(yīng)降低空洞率，適用于高功率密度場(chǎng)景。

• 集成化封裝：將驅(qū)動(dòng)電路、傳感器與IGBT集成（如智能功率模塊IPM），減少外部元件并提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。

4. 小型化與輕量化

• 芯片微縮與并聯(lián)設(shè)計(jì)：通過(guò)110μm以下晶圓薄化技術(shù)提升電流密度，結(jié)合并聯(lián)芯片結(jié)構(gòu)滿足高功率需求。

• 模塊尺寸優(yōu)化：采用雙面散熱、頂部端子設(shè)計(jì)，縮小體積并適配電動(dòng)汽車空間限制。

三、總結(jié)

IGBT可靠性提升需從熱管理、材料優(yōu)化及工藝創(chuàng)新多維度突破，而封裝技術(shù)正朝著低溫連接、銅線鍵合、集成化與小型化方向發(fā)展。未來(lái)，SiC材料與智能封裝的結(jié)合將進(jìn)一步推動(dòng)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能效與安全性。

新能源汽車芯片清洗劑選擇：

·         水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

·         污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

·         這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

·         合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

·         合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

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