ماژول برق (IPM)، IGBT و دستگاه‌های برق خودرو

جهت طراحی فعلی ماژول های SiC دستیابی به ساختار فشرده تر است. این امر از طریق استفاده از فناوریهای زینترینگ دو طرفه نقره و اتصال سیم مسی و همچنین طراحی زیرلایههای سرامیکی نیترید آلومینیومی (AlN) با کارایی بالا برای تختههای PinFin پایه مسی خنکشده با مایع و پایانههای القایی برای چند سیگنال انجام میشود. مانیتورینگ (سازگار با جوشکاری و اتصالات پرس). تلاشهایی برای دستیابی به تلفات کم، ولتاژ شکست بالا، مقاومت در حالت پایین، چگالی جریان بالا و قابلیت اطمینان بالا در حال انجام است. طراحی خوب و فناوری فرآیند پیشرفته تضمین می کند که مزایای ماسفت های کاربید سیلیکون در دستگاه ها به حداکثر می رسد.

اندازه سلول کوچکتر، مقاومت کمتر در هنگام روشن شدن، تلفات سوئیچینگ کمتر، و حفاظت از اکسید گیت بهبود یافته، روند اصلی توسعه فناوری MOSFET کاربید سیلیکون (SiC) است. این روندها منعکس کننده عملکرد بهتر و قابلیت اطمینان بالاتر در کاربرد هستند. علاوه بر این، چگالی توان بالا، ویژگیهای دمای اتصال بالا، و الزامات فرکانس بالا دستگاههای SiC نیز تقاضاهای بالاتری را برای فناوریهای بستهبندی موجود افزایش میدهد. در حال حاضر، نوآوری بسته بندی ماژول قدرت در چین عمدتاً بر روی جهت های زیر متمرکز است:

مواد و فرآیندهای اتصال پیشرفته برای مقاومت در برابر تغییرات دمایی بالاتر:

سه نوع اصلی زیرلایه های سرامیکی مسی مورد استفاده در ماژول های قدرت به شرح زیر است: AI2O3-DBC بالاترین مقاومت حرارتی را دارد اما کمترین هزینه ساخت را دارد. AlN-DBC کمترین مقاومت حرارتی اما چقرمگی ضعیف را دارد. مواد سرامیکی Si3N4-AMB دارای مقاومت حرارتی متوسط، چقرمگی عالی و پارامترهای ظرفیت حرارتی فوقالعاده هستند که قابلیت اتلاف گرما، ظرفیت حمل جریان و چگالی توان ماژول را تا حد زیادی افزایش میدهد. Si3N4-AMB به ویژه برای کاربردهای ماژول SiC در سطح خودرو مناسب است.

مسیرهای اتصال کوتاهتر و فناوریهای اتصال پیشرفته برای کاهش اندوکتانس انگلی برای ویژگیهای دستگاه فرکانس بالا:

زینترینگ نقره در حال حاضر پیشرفته ترین تکنولوژی جوشکاری در زمینه ماژول های SiC است. این می تواند به طور کامل نیازهای ماژول های برق درجه یک خودرو را برای شرایط عملیاتی در دمای بالا و پایین برآورده کند. در مقایسه با روشهای لحیم کاری سنتی، تف جوشی نقره حفرههای صفر، پخت در دمای پایین را برای سرویسدهی در دمای بالا به دست میآورد و ضخامت لایه لحیم کاری را 60 تا 70 درصد کاهش میدهد. برای اتصالات دستگاه های با دمای بالا مناسب است. تف جوشی نقره عملکرد الکتریکی و حرارتی بهتری را در مقایسه با مواد لحیم کاری با افزایش رسانایی الکتریکی 5-6 برابر و رسانایی حرارتی 3-4 برابر افزایش می دهد. بسیاری از شرکتها قبلاً تلاش کردهاند تا تمام مواد لحیم کاری سنتی داخل ماژولهای قدرت، از جمله تراشهها، مقاومتها و حسگرها را به فرآیندهای پخت نقره ارتقا دهند.

ادغام طراحی ساختار بسته بندی و توپولوژی مدار برای مدیریت حرارتی بهتر سیستم:

به منظور فشرده تر کردن طراحی مسیر حرارتی محصولات ماژول و امکان طراحی فشرده تر و کارآمدتر یکپارچه سیستم های اینورتر و همچنین کاهش بیشتر هزینه های کلی سیستم، بهبود در اتلاف گرما و ظرفیت حمل جریان از طریق تغییر در بسته بندی حاصل می شود. تشکیل می دهد. ساختارهای داخلی با چندین تراشه موازی متصل استفاده می شود، که در آن مدارهای موازی اصلی و مدارهای محرک پارامترهای مشابهی برای اطمینان از اشتراک جریان بین تراشه های موازی دارند. سنسورهای دما (PTC) در داخل ماژول نصب می شوند و PTC ها در نزدیکی تراشه ها در موقعیت مرکزی ماژول قرار می گیرند که امکان اتصال حرارتی نزدیک و اندازه گیری دمای راحت و دقیق ماژول را فراهم می کند.