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車規級IGBT模塊封裝技術壁壘:難點在于高可靠性

近幾年,隨著新能源汽車的快速發展,作為新能源汽車內用控制器的主要成本構成器件IGBT也迎來了爆發,預計到2025年,中國IGBT市場規模將達到522億元,年復合增長率近20%。然而,從設計及制造維度來看,縱觀全球車規級IGBT產業現狀,目前差不多70%的市場份額都被歐、美,日等國刮分。國內的IGBT設計及制造能力發展卻參差不齊,當然其中也不乏有跟得上腳步,不斷的進行技術創新,并從中獲得自身價值和自我突破的民族企業。

什么是車規級IGBT封裝?其定義是一種專門用于新能源汽車領域的電力電子器件。它是新能源汽車和傳統汽車中極為關鍵的元件之一,主要用它來調節輸出給電機的功率。由于汽車工作環境惡劣,并可能面臨強振動條件,對于車規級IGBT而言,在溫度沖擊、溫度循環、功率循環、耐溫性能等要求標準是遠高于工業級和消費級。

IGBT封裝從芯片來料到封裝完成主要經過以下工藝:絲網印刷-自動貼片-真空回流焊接-超聲波清洗-缺陷檢測(X光)-自動引線鍵合-激光打標-殼體塑封-功率端子鍵合-殼體灌膠與固化-端子成形-功能測試,每一個工藝環節相較于其他的工藝技術,其技術難度系數都是相當高的。

汽車級IGBT模塊的使用時間要求需要達到15年。因此在封裝過程中,模塊對產品的可靠性和質量穩定性要求非常高。高可靠性設計需要考慮材料匹配、高效散熱、低寄生參數、高集成度等因素。封裝工藝控制還包括低空洞率焊接/燒結、高可靠互連、ESD防護、老化篩選等環節。除模塊技術之外,車載的電子元件故障也是常見的技術難題,研究發現,造成車載電子元件故障的原因有一部分是來自于“焊接缺陷”。常見的焊接缺陷如:空洞、枕頭缺陷、不潤濕開路、枝晶生長、開裂和翹曲等。

IGBT模塊封裝技術壁壘可能在于以下幾點:

1.良好的高低溫度循環沖擊可靠性,熔點在214-225°C,與SAC305熔點接近;

2.良好的剪切強度,粘接推力,其剪切力大于SAC305的推力;

3.空洞率極低,空洞率<10%;

4.良好的潤濕性能;

5.TS@500次循環后,焊點正常,未出現裂紋等。

Home > 行業資訊 > 日期:2024-7-24 來源:網絡 發布:前前 閱讀:

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